ENSEÑANZA INTEGRADA DE LAS CIENCIAS NATURALES MEDIANTE UNA PROPUESTA INTERDISCIPLINARIA A PARTIR DEL ESTUDIO DE “LAS TRANSFORMACIONES DEL MEDIO GENERADOS POR ALGUNOS CONTAMINANTES INDUSTRIALES EN YUMBO (VALLE)” DIANA MARCELA GARCÍA ALEGRÍAS CAROLINA MONTES PEÑA UNIVERSIDAD DEL VALLE INSTITUTO DE EDUCACIÓN Y PEDAGOGÍA LICENCIATURA EN EDUCACIÓN BÁSICA CON ÉNFASIS EN CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL (3467) SANTIAGO DE CALI 2012 Enseñanza integrada de las ciencias naturales mediante una propuesta interdisciplinaria a partir del estudio del proyecto “las transformaciones del medio generados por algunos contaminantes industriales en yumbo (valle)” Diana Marcela García Alegrías Carolina Montes Peña Trabajo de grado para optar el título de Licenciada en Educación Básica con énfasis en Ciencias Naturales y Educación Ambiental Directora: Mg. Miyerdady Marín Quintero Universidad del Valle Instituto de Educación y Pedagogía Licenciatura en Educación Básica con énfasis en Ciencias Naturales y Educación Ambiental (3467) Santiago de Cali 2012 AGRADECIMIENTOS Agradecemos Dios por permitir la realización de esta meta. A los docentes y directivos del Instituto de Educación y Pedagogía de la Universidad del Valle por brindarnos sus conocimientos, tiempo y dedicación, ya que gracias a esto hoy no solo somos unas profesionales sino unas personas integras. A nuestra tutora de trabajo de grado Miyerdady Marín por el apoyo brindado, por su tiempo, por sus conocimientos pues sin su ayuda hubiese sido imposible ver cumplida esta meta. A nuestros compañeros de carrera que estuvieron durante estos años compartiendo risas, sufrimientos e infinidad de anécdotas, que nos apoyamos mutuamente en formación profesional y que llevaremos siempre en nuestros recuerdos y corazones. nuestra DEDICATORIA Diana Marcela García A Dios por darme la vida, la fuerza, la sabiduría para alcanzar las metas que me he propuesto. A mi madre por haberme apoyado en todo momento, por sus consejos, sus valores, por la motivación constante que me ha permitido ser una persona de bien, pero más que nada, por su amor. A mi padre por los ejemplos de perseverancia y constancia que lo caracterizan y que me ha inculcado siempre, por el valor mostrado para salir adelante y por su amor. A los dos gracias por el apoyo que me brindaron para culminar mi carrera profesional. A mi hermano porque siempre he contado con él para todo, gracias a la confianza que siempre nos hemos tenido; por el apoyo y amistad. A mi novio y a esas personas maravillosas que me acompañaron y de alguna manera aportaron a este gran logro. Carolina Montes Peña A Dios por permitirme llegar a este momento tan especial en mi vida. Por los triunfos y los momentos difíciles que han enseñado a valorarme cada día más. A mi abuela por haberme educado y soportar mis errores. Gracias a tus consejos, por el amor que siempre me has brindado, por cultivar e inculcar ese sabio don de la responsabilidad. A mi abuelo que ya no está le agradezco el cariño, la comprensión, la paciencia y el apoyo que me brindo. A mis familiares, amigos y a todas la personas que han estado a mi lado durante este proceso. PRESENTACIÓN Esta presentación tiene como objetivó dar a conocer la producción intelectual que surgió del proceso de realización de este trabajo de grado que a saber son: las ponencias y la publicación de un artículo. La primera oportunidad de ir a exponer nuestros adelantos del trabajo de grado fue al Simposio internacional de pedagogía infantil, el cual se realizó en la ciudad de Cartagena (Colombia) los días 11, 12 y 13 de mayo de 2011, donde La Dirección de la Red Colombiana de Pedagogía (RCP) y de la Red Iberoamericana de Pedagogía (Redipe) nos compartió ser miembros del Comité científico de los simposios en referencia, encargados de valorar nuestra propuesta Enseñanza integrada de las ciencias naturales mediante una propuesta interdisciplinaria utilizando el proyecto “las transformaciones del medio generados por algunos contaminantes industriales en yumbo (valle)” Después tuvimos el honor de ser invitadas nuevamente al IV simposio internacional de pedagogía, en el cual nuestro artículo fue considerado para presentarlo de nuevo con las recomendaciones que se le hicieron en el primer simposio en el que tuvo participación, este evento tuvo lugar en la Universidad Autónoma de Occidente, en Cali (Colombia), los días 19 y 20 abril de 2012. En esta misma fecha recibimos una carta en donde el Comité científico de la prestigiosa Colección Pedagogía Iberoamericana tuvo el gusto de informarnos que nuestro artículo: Enseñanza integrada de las ciencias naturales mediante una propuesta interdisciplinaria utilizando el proyecto: “las transformaciones del medio generados por algunos contaminantes industriales en yumbo (valle)”, había sido aceptado para la publicación en el Tomo IV, en el libro colección pedagógica iberoamericana Pensamientos múltiples, ciudadanía y cultura, el cual se encuentra publicado en las páginas de la 43 a la 53. TABLA DE CONTENIDO RESUMEN ..........................................................................................................................................8 INTRODUCCIÓN ...............................................................................................................................9 JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................................. 11 CAPÍTULO I. .................................................................................................................................... 14 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................................. 14 CAPITULO II. ................................................................................................................................... 16 2. ANTECEDENTES ................................................................................................................... 16 2.1 Propuestas de enseñanza interdisciplinaria e integradora de las ciencias naturales (biología, química y física)............................................................................................................................ 16 2.2 Aspectos pedagógicos y didácticos para la enseñanza integrada de la biología, física y química.......................................................................................................................................... 20 CAPITULO III. ................................................................................................................................. 22 3. MARCO TEÓRICO...................................................................................................................... 22 3.1 El currículo en ciencias naturales y los problemas actuales derivados de su desarrollo en el aula. ............................................................................................................................................... 22 3.1.1 El problema de la fragmentación curricular en la educación media en términos de fragmentación de saberes .......................................................................................................... 23 3.1.2 Necesidad de una renovación curricular: La integración de las ciencias naturales entendida como estudio interdisciplinario ................................................................................ 24 3.2 Los problemas ambientales desde un abordaje interdisciplinario .......................................... 28 3.3 Propuestas de integración curricular en ciencias naturales ..................................................... 30 3.3.1 Breve revisión de enfoques para su aplicación en el diseño de propuestas de organización de contenidos y didácticas específicas ...................................................................................... 30 3.3.1.1 Integración de las ciencias naturales a partir del contenido: Los núcleos temáticos y problemáticos ............................................................................................................................ 31 3.4 La integración de las ciencias naturales a partir de la actividad: La tarea integradora como centro para lograr la interdisciplinariedad de las ciencias naturales ............................................. 37 3.4.1 Características de la tarea integradora.............................................................................. 39 CAPITULO IV................................................................................................................................... 40 4. METODOLOGÍA ........................................................................................................................ 40 4.1 Hipótesis y Propósitos de la investigación ............................................................................ 40 4.2 Procedimiento Metodológico .................................................................................................. 41 4.2.1 Reflexión sobre el área problemática .............................................................................. 41 4.2.2 Planeación y ejecución de acciones alternativas para mejorar la situación problemática 41 4.2.3 Solución del problema identificado ................................................................................. 43 CAPITULO V. ................................................................................................................................... 44 5. RESULTADOS............................................................................................................................. 44 DISEÑO DE LA PROPUESTA ...................................................................................................... 44 5.1 Organización del conocimiento en ciencias naturales desde núcleos temáticos y problemáticos como enfoque integrador e interdisciplinario de la biología, física y química ............................. 44 5.2 herramientas didácticas (red conceptual y V de gowin) que promuevan el establecimiento de los nexos entre las disciplinas biología, física y química.............................................................. 50 5.3 Las tareas integradoras como una vía para el desarrollo de una didáctica interdisciplinar de la biología, física y química. ............................................................................................................. 52 CAPITULO VI................................................................................................................................... 79 6 CONCLUSIONES ......................................................................................................................... 79 REFERENTES BIBLIOGRÁFICOS ................................................................................................ 82 TABLA DE CUADROS ................................................................................................................... 90 TABLA DE IMÁGENES ................................................................................................................. 91 ANEXOS .......................................................................................................................................... 92 RESUMEN La investigación educativa estudia algunos problemas existentes en la educación media, en cuanto a la fragmentación curricular y la superficialidad de los esquemas de conocimiento que construyen los estudiantes. En respuesta a esto, en este trabajo se plantea una organización del conocimiento en ciencias naturales desde núcleos temáticos y problemáticos como enfoque interdisciplinario para la educación media y diseñar las tareas integradoras como una vía para el desarrollo de una didáctica interdisciplinar conformadas por un conjunto de actividades. La pregunta que dirige la investigación es ¿Cómo establecer una relación interdisciplinaria de la biología, la física y la química para la enseñanza de las ciencias naturales, lo cual requeriría de una nueva forma de organización de los contenidos desde un enfoque integrador e interdisciplinario a través de núcleos temáticos y problemáticos (López Jiménez, 1998), y la realización de tareas integradoras como vía para el desarrollo de una didáctica interdisciplinaria(López M. F, López R, Roque G. I, 2011). Para dar solución al problema, se elabora una propuesta de aula concreta en la estructuración y determinación del proyecto interdisciplinar que se plantea abordar como cuestión ¿Qué transformaciones sufre mi entorno (agua, suelo, aire) ocasionados por algunos contaminantes industriales en el municipio de yumbo y cuales son las implicaciones a la salud humana? donde se ejemplifican cuatro tareas integradoras, conformada por actividades que conjugan aspectos del contenido, habilidades y valores. Palabras claves: Enseñanza integrada, Interdisciplinariedad, Currículo, 8 INTRODUCCIÓN La investigación educativa ha tenido gran interés ya que actualmente los saberes se fragmentan, por lo tanto los estudiantes no encuentran en las escuelas media la oportunidad de construir esquemas de conocimiento amplios y profundos Fumagalli, L. (1997) es por que en la formación de los alumnos exige incluir la dimensión ambiental abordando las relaciones existentes entre la sociedad y la naturaleza (Leff, Bermúdez, 2003), una manera de lograr esta 2002; Ángel, 1997; articulación, y de aportar en aspectos fundamentales para el desarrollo de la enseñanza-aprendizaje, es el estudio de las relaciones entre biología, física y química, tomando los problemas ambientales como ejes centrales en el desarrollo de las asignaturas de ciencias naturales del currículo, los cuales deben ser estudiados desde diversas miradas, permitiendo el trabajo interdisciplinar por medio del análisis de las interacciones de la naturaleza y el contexto real. En la presente investigación se diseño una propuesta pedagógica interdisciplinar; para ello se utilizo una metodología carácter cualitativa, de tipo descriptivo (Muñoz, 2001 y Restrepo et al, 2004). En la que se propone abordar un problema ambiental como lo es el estudio de las transformaciones del medio generados por algunos contaminantes industriales en Yumbo (Valle) como eje central. Se pretende abordar el problema ambiental en el contexto real en el que se presenta, buscando establecer ambas integraciones necesarias y convenientes. En cuanto la enseñanza de la ciencia integrada desde la organización de contenidos a partir de los núcleos temáticos y problemáticos López Jiménez (1998) y desde la enseñanza de la ciencia integrada la realización de las tareas integradoras para el desarrollo de una didáctica interdisciplinaria. La organización general del trabajo de investigación se presenta de la siguiente manera: En el capítulo 1, se presenta el planteamiento del problema y la pregunta de investigación. En el capítulo 2 se presenta a manera de antecedentes la revisión de la literatura donde se muestran (2.1) propuestas de enseñanza interdisciplinaria e integradora de las ciencias 9 naturales (biología, química y física) y en segundo lugar, (2.2) aspectos pedagógicos y didácticos para la enseñanza integrada de la biología, física y química. En el capítulo 3, se desarrolla el marco teórico para dar una visión general del tema de investigación. En este capítulo se expone de manera general los fundamentos teóricos que sustentan el trabajo. En el primer apartado (3.1) se ubica el currículo en ciencias naturales y los problemas actuales derivados de su desarrollo en el aula, en los cuales se considera, (3.1.1) El problema de la fragmentación curricular en la educación media en términos de fragmentación de saberes y (3.1.2) Necesidad de una renovación curricular: La integración de las ciencias naturales entendida como estudio interdisciplinario. El segundo apartado (3.2) Los problemas ambientales desde un abordaje interdisciplinario (3.3) Propuestas de integración en ciencias naturales, considerando (3.3.1) Una breve revisión de enfoques para su aplicación en el diseño de propuestas de organización de contenidos y didácticas específicas. (3.3.1.1) Integración de las ciencias naturales a partir del contenido: Los núcleos temáticos y problemáticos. Por último se tiene el apartado (3.4) La tarea integradora como centro para lograr la interdisciplinariedad de las ciencias naturales y sus características (3.4.1). En el capítulo 4, se presenta la metodología utilizada (4.1) Hipótesis y propósitos planteados, En el apartado (4.2) se indica el procedimiento metodológico desarrollado en tres fases: primera, La reflexión sobre el área problemática (4.2.1); segundo, Planeación y ejecución de acciones alternativas para mejorar la situación problemática (4.2.2) y tercera, Solución del problema identificado (4.2.3). En los capítulos 5 los resultados que serian el diseño de la propuesta. En el capítulo 7, se presentan las conclusiones generales de la investigación. Posteriormente se encuentran los referentes bibliográficos, y finalmente los anexos que sirven de soporte a esta investigación contenidos en un CD. 10 JUSTIFICACIÓN En el desarrollo del currículo se aprecian en los últimos años avances en el establecimiento de nexos entre las disciplinas para estimular un aprendizaje significativo y relevante para los alumnos, en la medida en que se trata de revelar la significación social de los contenidos y la relación que existe entre los sistemas de conocimientos y habilidades de unas y otras. Las situaciones de aprendizaje que se proponen a los alumnos no siempre motivan suficientemente a los mismos ni comprometen su trabajo intelectual hasta el punto de dejar una huella tanto en el plano de sus conocimientos, como en el de sus procesos de pensamiento y modos de actuación. Según, Álvarez (2004) pueden presentarse las siguientes dificultades: Las tareas que se plantean generalmente son cerradas, no repercuten en los sistemas de clases de varias asignaturas, y pocas veces exigen que los alumnos trabajen de forma grupal, de modo de propiciar que estos se comuniquen, se planteen interrogantes y conjeturas y confronten sus puntos de vista. No se aprovechan al máximo los conocimientos previos, vivencias y experiencias que los alumnos pueden obtener, la comunidad o las actividades experimentales que realizan Dado esto, el interés del presente trabajo de investigación es diseñar una propuesta interdisciplinaria para la enseñanza integrada de las ciencias naturales. Follari (1999), menciona que lo interdisciplinario no es la reconstrucción de alguna supuesta unidad perdida sino la esmerada construcción de un lenguaje y un punto de vista común entre discursos y perspectivas previamente independientes y distantes. Es decir juntar las disciplinas para abordar un fenómeno determinado y así encontrar una relación de la causa – efecto, naturaleza y sociedad. 11 Cuando los educadores hablan de interdisciplinariedad, se hace referencia a la posibilidad de integrar en la situación de enseñanza y aprendizaje campos conceptuales de distintas disciplinas escolares. (Fumagalli, 1997) El enfoque integrado de la enseñanza se refiere a la estrategia de enseñanza en la que el trabajo que llevan a cabo los alumnos en relación con un tema, objeto, una actividad o un problema de la vida real, supone posibilidades relacionadas con más de una disciplina escolar (D’Hainaut, L., 1986). En investigaciones consultadas al respecto: Rodríguez, 2000; Suárez, 2002; González y Leyva, 2003; Roque, 2007 y; Betancourt, 2007, relacionadas todas con el proceso de integración de conocimientos, centran su atención en el establecimiento de relaciones entre las asignaturas, pero estas se limitan a la búsqueda de los nexos y relaciones en determinadas áreas del conocimiento y a unidades didácticas específicas de una asignatura y no dejan clara la libre comunicación entre las mismas, ni se concretan acciones didácticas. Por tal motivo la didáctica de las ciencias naturales, desde los fines del siglo XX, se ha caracterizado por la inclusión de estudios científicos que revelen las influencias mutuas entre la ciencia, la tecnología y la sociedad, la formación y el desarrollo de posiciones correctas ante la vida, a partir de estudios relacionados con el medio ambiente y la salud, la asunción de la interdisciplinariedad, como principio didáctico y motor impulsor de la integración de las ciencias y la inclusión de contenidos procedimentales como elemento enriquecedor del currículo de las ciencias. En la actualidad, la tendencia integradora con otras ciencias se manifiesta como una necesidad para abarcar, de forma más integral, el estudio de los problemas principales ambientales y en tal sentido surge en el país, como vía para el desarrollo de una didáctica interdisciplinaria, la tarea integradora. Torres P., Villafaña R., Anaís De La C., (2008) 12 El estudio de los problemas ambientales que se presentan en el mundo social y natural, son cada vez más complejos e interdependientes. No se limitan a sectores o disciplinas particulares y en algunos casos no son predecibles. Estas cuestiones apuntan hacia la necesidad de desarrollar en los educadores un pensamiento complejo y una forma de aprender que puede potenciarse a través de la interdisciplinariedad (Morín, 1994). Visto así, un problema ambiental hace evidentes las desarmonías, tanto en el sistema natural, como en el sistema sociocultural y sus impactos se hacen sentir y tienen consecuencias para cada uno de ellos y para el sistema ambiental en general. Lo expuesto nos lleva en primera instancia que los problemas ambientales en general y, en particular, no pueden abordarse a partir de la aplicación de conocimientos o saberes fragmentados sino que una evaluación para que sea tal, debe simultáneamente aplicar un análisis económico y un análisis ético junto a los efectos en el medio físico. Fazio, H (2004) 13 CAPÍTULO I. 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Las ciencias naturales han sufrido un proceso de diferenciación de los conocimientos mediante una división en ramas o disciplinas, generando una mayor especialización y heterogeneidad, teniendo como derivación un aumento de los conocimientos producto del desarrollo científico – técnico y que hoy día, a través de los diversos y masivos canales de información circula en forma fragmentada. Esto ha ocasionado grandes problemas para la educación general y en particular para la educación en ciencias naturales. Dado que el currículo implica procesos de selección, organización, distribución de la cultura que debe ser aprehendida (Magendzo, A. 1991, citado por López, 1995), algunos autores plantean que el modelo curricular predominante en nuestras escuelas afronta serias dificultades, entre los que se destacan aquellos vinculados con la organización curricular. La organización de los contenidos en los currículos tradicionales presentan el conocimiento dividido en compartimentos disciplinares llamadas materias o asignaturas, que representan las especialidades o disciplinas científicas de mayor tradición histórica, se caracterizan por su estructura rígida, sobrecargadas del contenido propio de su especialidad y aislados entre sí, con repeticiones innecesarias y contradicciones evidentes entre las asignaturas que abogan por mantener su individualidad. En este sentido, Fumagalli, L. (1997) afirma que el problema del currículo de la educación secundaria es la fragmentación1 y la superficialidad de los conocimientos, generado por factores como, la transmisión de hechos y datos aislados, la escasa articulación interna de los contenidos de la enseñanza en términos de relaciones conceptuales; la poca articulación Se identifica la “fragmentación curricular” en términos de construcción de saberes y no como organización de contenidos en disciplinas o materias como usualmente se le asocia. 1 14 conceptual entre los contenidos de las diferentes disciplinas escolares; la falta de articulación en la secuencia y el alcance de los contenidos que hay que enseñar, también la desarticulación entre las dimensiones conceptuales, procedimentales y actitudinales del saber. Como consecuencia de dichos problemas educativos se obtienen aprendizajes en los estudiantes poco significativos, caracterizados por ser de escasa riqueza y profundidad de los esquemas de conocimiento, muy pobre desde el punto de vista relacional, que se traduce en una falta notoria de relaciones conceptuales intra e interdisciplinares. Una vía para solucionar los problemas señalados es la enseñanza integrada (Rosell Puig, W; et al. 2002) la cual constituye una necesidad histórica de la educación para solucionar los problemas causados por el aumento extraordinario de los conocimientos científicos. Consiste en agrupar los aspectos esenciales de los contenidos de enseñanza de varias disciplinas que se interrelacionan, para lograr una síntesis interdisciplinaria con mayor grado de generalización. Frente a tal panorama, como alternativa a la organización del currículo tradicional organizado en disciplinas aisladas, surgen propuestas desde una visión integradora de las ciencias naturales para la enseñanza-aprendizaje del conocimiento científico (NietoCaraveo, L.M, 1991), que permiten la integración2 de la biología, física y química, al igual que la utilización de formas alternativas de enseñanza. En este sentido surge el siguiente interrogante, ¿Cómo establecer una relación interdisciplinaria de la biología, la física y la química para la enseñanza de las ciencias naturales? 2 El término “integración” aplicado a los programas de ciencias es entendido como estudio interdisciplinario (Guerra Sanz, J.M. 1984). 15 CAPITULO II. 2. ANTECEDENTES En este capítulo se expone a manera de revisión los aportes distintos trabajos publicados en la literatura educativa relevantes para el diseño y elaboración de la propuesta en donde se desarrollaron dos categorías; en primer lugar, (2.1) propuestas de enseñanza interdisciplinaria e integradora de las ciencias naturales (biología, química y física) y en segundo lugar, (2.2) aspectos pedagógicos y didácticos para la enseñanza integrada de la biología, física y química. 2.1 Propuestas de enseñanza interdisciplinaria e integradora de las ciencias naturales (biología, química y física). Marino y Alzugaray (2008), Aportaciones para un abordaje interdisciplinar en la formación del ámbito de las ciencias, plantean una propuesta integradora que implica educar y formar en ciencias naturales, utilizando los ciclos biogeoquímicos naturales que sufren alteraciones, como consecuencia de las cuales pueden surgir problemáticas, que para su análisis y estudio requieren integrar contenidos de diferentes campos disciplinares. Dicho proceso permite recuperar un conjunto de saberes de las diferentes disciplinas involucradas donde los contenidos podrán tratarse a través de diferentes estrategias didácticas las cuales trabajan con la interdisciplinariedad y la integración de los contenidos provenientes de diferentes campos Método de casos, Método realidad teoría- práctica y Método de Proyectos; y así contribuyen al desarrollo del aprendizaje de destrezas y habilidades asociadas al razonamiento científico, la generación de hipótesis, el diseño de técnicas experimentales, la identificación y combinación de variables, la construcción y 16 elaboración de modelos, la recolección y transformación de datos, la elaboración de conclusiones. La propuesta de los ciclos biogeoquímicos nos aporta una opción para organizar los contenidos de las ciencias para mejorar la enseñanza en diferentes áreas del conocimiento; ya que planteando situaciones problemáticas relacionadas a cuestiones ambientales, contribuyan a la formación continua del colectivo docente. Santa Fé y Morillo (2002), Enseñanza de las ciencias experimentales mediante enfoque interdisciplinario utilizando el impacto ambiental generado por las emisiones del CO2 plantea abordar la enseñanza de las ciencias experimentales mediante el enfoque didáctico interdisciplinar, a través de los conceptos integradores los cuales desempeñan el papel de ejes articuladores del conocimiento, que permiten articular conceptos y experiencias de una disciplina con conceptos y experiencias de otras disciplinas o con otras áreas del conocimiento. En los cuales los problemas ambientales se ubican como conceptos clave estudiados desde la perspectiva de cualquier disciplina, mediante las distintas acciones o estrategias, en este sentido, el autor presenta una propuesta de enseñanza interdisciplinar (biología, química, física, meteorología, geología, geografía, ecología y sociología) utilizando el impacto ambiental generado por las emisiones naturales y artificiales de CO2. Esta propuesta nos aporta un enfoque interdisciplinar el cual implica que se debe ubicar el objeto de trabajo o problema, con los conceptos y experiencias de las demás disciplinas, para que desde éstas se puedan aportar estrategias de solución a los problemas identificados. Esto permite tener una visión integral de las diversas estructuras de conocimiento que intervienen en el proceso de enseñanza desde el proceso de aprendizaje tanto del profesor como de los estudiantes. Castillo, Granados y Marino (2002), Calor: una propuesta didáctica constructivista con enfoque de ciencia integrada, plantean un estudio comparativo entre dos diseños didácticos constructivistas para la enseñanza del tema Calor en estudiantes de carreras en ciencias 17 naturales. Uno con un enfoque de ciencia integrada y el otro con un enfoque no integrador. En el primer diseño el alumno construye su propio conocimiento resolviendo situaciones problemáticas relacionadas a la biología y el medio ambiente, que le permite analizar y relacionar los conceptos involucrados, donde concluyeron que este diseño favorece en los alumnos la construcción de una estructura cognitiva del tipo integrada, que les facilita internalizar y transferir los conceptos físicos a problemas concretos de su especialidad. Mientras que en el segundo construye su conocimiento a través de la resolución de situaciones problemáticas físicas pero no biológicas. Teniendo en cuenta lo anterior se mejora la transmisión de los conceptos físicos a otras áreas como la biología y la ecología (a través del estudio de fenómenos ambientales), con lo cual el alumno interioriza mejor dichos conceptos y el aprendizaje resulta más significativo. Introduciendo los conceptos básicos a través de problemáticas naturales del ambiente en el cual el alumno se ve inmerso y que ponen en conflicto sus concepciones erróneas y adquieran una estructura cognitiva más integrada del tema. Toledo, Arango y Rojas (2008), Una alternativa para contribuir a la integración de conocimientos en la enseñanza secundaria básica, desarrollan una propuesta integral general para que los estudiantes contribuyan en la actualidad una de las exigencias más importantes que la sociedad plantea a la escuela y al sistema educativo en general. en este caso específico de la enseñanza, se establece un profesor general integral que imparte las disciplinas del currículo, exceptuando inglés y educación física con un enfoque interdisciplinario, por lo que es una necesidad impostergable el empleo de las tareas integradoras como una forma para su concreción. establecieron la elaboración de una alternativa didáctica para la integración de conocimientos por medio de las tareas integradoras en el octavo grado teniendo en cuenta los siguientes fundamentos: filosófico, psicológico, didáctico y pedagógico; de las cuales se derivan cinco etapas que consisten en: etapa 1: objetivos y contenidos, etapa 2: diseño de las tareas integradoras, etapa 3: secuenciación de las tareas, etapa 4: aplicación de las tareas, etapa 5:determinación de los indicadores de la evaluación de las tareas. 18 Se tendrá en cuenta esta alternativa didáctica para el desarrollo del proceso de enseñanza aprendizaje en el currículo, a partir del análisis teórico - práctico de las funciones de la didáctica integradora así como de las características de la tarea integradora que abarca el sistema de conocimiento de la mayoría de las asignaturas. Montoya R. J. I. Urrego L. I. y Mira B. L. (2000) plantean que los proyectos colaborativos permiten darle una organización a los conocimientos escolares, le dan un sentido a la integración, permiten que las relaciones entre las fuentes de información y los procedimientos para comprenderlas y utilizarlas, fueran llevadas a cabo por los alumnos, y no por los profesores, como sucede en los enfoques interdisciplinares. Es posible con ello introducir una nueva manera de enseñar, en la que el proceso de reflexión e interpretación sobre la práctica es la pauta que permite ir haciendo significativa la relación entre enseñar y aprender. Los proyectos colaborativos que surgen de cada una de las unidades de aprendizaje integrado (que son la propuesta curricular que organiza los planes de estudio en grandes temáticas), se transforman en cooperativos al poder los alumnos intercambiar experiencias con otras instituciones educativas que ejecutan el mismo proyecto, generándose un producto final que enriquece el conocimiento de todos los participantes. Mendoza D. M.(2000), desarrolla unos ítems que logran dar solución a algunos de los interrogantes que se han presentado, para realizar una propuesta de integración concreta en las ciencias naturales, pues contienen síntesis de los elementos básicos a contemplar en la integración curricular. Las distintas formas de integración permiten dinamizar el proceso de aprendizaje del estudiante, partiendo de la concepción de éste como ser activo, autónomo y constructivo. La integración no sólo se realiza teniendo en cuenta los procesos cognitivos sino todos los procesos que favorecen la formación integral del educando. Se muestra cuatro formas para 19 integrar el currículo, de forma clara y concisa: integración por temas, actividades, problemas y por proyectos. Riva, M, J. (2003) propone la tendencia educativa exige al maestro el manejo de currículos básicos, flexibles e hipotéticos que estimulan su creatividad y apelan a su experiencia. Estas expectativas dan un nuevo impulso a los métodos de integración, que si bien ya no responden a los propósitos y al contexto para los que fueron creados permiten enriquecer estrategias surgidas de la psicología constructivista. López Jiménez (1996), Retos para la construcción curricular de la certeza al paradigma de la incertidumbre creativa, propone que para realizar una propuesta de integración curricular, es necesaria la elaboración de estructuras alternativas, sustentadas en la construcción de núcleos temáticos y problemáticos, producto de la investigación y la evaluación permanentes. Estas exigen la simultáneos o sucesivos concurrencia de saberes que pueden ser originan un cambio esencial del ambiente educativo (administrativo, normativo, docente, pedagógico etc.). Lo cual consolida el proceso de construcción, que permitan avanzar en convertir al docente y al estudiante en intelectuales activos y autónomos frente al conocimiento. 2.2 Aspectos pedagógicos y didácticos para la enseñanza integrada de la biología, física y química. Pérez Hernández y Castillo Estenoz (2008), La preparación para establecer relaciones interdisciplinarias: un reto de los docentes de ciencias naturales, establecen como consecuencia la aplicación de diferentes instrumentos de investigación por lo que se ha constatado la insuficiente preparación de los docentes del colectivo de disciplina de Ciencias Naturales para el establecimiento de relaciones interdisciplinarias en el área del conocimiento. Por tales razones en este artículo se ofrecen acciones que posibilitan la preparación de los profesores para diseñar y ejecutar actividades docentes que permitan la relación, así como las recomendaciones para su implementación en la práctica. 20 La propuesta constituye un modo de actuación que debe partir del diagnóstico de la preparación de los involucrados en el proceso y la orientación teórica y metodológica teniendo en cuenta las problemáticas originadas del contexto de actuación del estudiante y las formas de trabajo que los profesores deben seguir en la práctica pedagógica, con el colectivo pedagógico. Vásquez, Bustos, Núñez y Mazzitelli, (2004), Planteo de situaciones problemicas como estrategia integradora en la enseñanza de las ciencias y la tecnología, Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, Vol. 3, Nº 1, 73-85, En dicha propuesta se intenta favorecer la integración de contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales, desarrollados en espacios curriculares como ciencias naturales (física, química y biología), matemática y geografía, del tercer ciclo de la E.G.B, tomando como eje el planteo de situaciones problemáticas, cuyo abordaje y solución implica conocimientos referidos a vivienda, alimentación, energía, contaminación ambiental, entre otros. La implementación se realizó en 9° año de la Educación General Básica (EGB3), con alumnos entre 14 y 15 años. En este trabajo se presentan los resultados de la implementación de una estrategia de enseñanza interdisciplinaria, en el espacio curricular tecnología en relación con (ciencias naturales, ciencias sociales, y matemáticas). 21 CAPITULO III. 3. MARCO TEÓRICO En este capítulo se expone de manera general los fundamentos teóricos que sustentan el trabajo. En el primer apartado (3.1) se ubica el currículo en ciencias naturales y los problemas actuales derivados de su desarrollo en el aula, en los cuales se considera, (3.1.1) El problema de la fragmentación curricular en la educación media en términos de fragmentación de saberes y (3.1.2) Necesidad de una renovación curricular: La integración de las ciencias naturales entendida como estudio interdisciplinario. El segundo apartado (3.2) Los problemas ambientales desde un abordaje interdisciplinario (3.3) Propuestas de integración en ciencias naturales, considerando (3.3.1) Una breve revisión de enfoques para su aplicación en el diseño de propuestas de organización de contenidos y didácticas específicas. (3.3.1.1) Integración de las ciencias naturales a partir del contenido: Los núcleos temáticos y problemáticos. Por último se tiene el apartado (3.4) La tarea integradora como centro para lograr la interdisciplinariedad de las ciencias naturales y sus características (3.4.1). 3.1 El currículo en ciencias naturales y los problemas actuales derivados de su desarrollo en el aula. Actualmente en Colombia, al hablar del currículo este se centra en la dimensión formativa del saber y no del saber hacer, además de caracterizarse por la compilación de asignaturas desde donde se asume que necesariamente la suma de las partes (materias) produce el todo (plan de estudios) ; y en algunas ocasiones se organiza jerárquicamente dependiendo del grado de importancia que se le dé a las ciencias, atendiendo a las estructuras lógicas de las disciplinas a enseñar (matemáticas, biología, química, física, sociales, etc.). Bajo estas condiciones el currículo carece de una adaptación de los contenidos, así como la poca 22 interdisciplinariedad entre los mismos, a las necesidades del medio, con las se enfrentará el educando al finalizar su educación secundaria. 3.1.1 El problema de la fragmentación curricular en la educación media en términos de fragmentación de saberes Esto conlleva a que el currículo tradicional este organizado en disciplinas aisladas Por su parte, Fumagalli, (1997) afirma que el problema del currículo tradicional de la educación media es la fragmentación3 y la superficialidad de los conocimientos, generado por factores que contribuyen a la fragmentación curricular: Escasa articulación interna de los contenidos de la enseñanza en términos de relaciones conceptuales. Pues existe una falta notoria de relaciones conceptuales significativas entre los contenidos que se enseñan. Esta desarticulación, entendida como falta de relaciones conceptuales, puede darse tanto entre contenidos de diferentes materias como en el interior de una misma materia, tanto dentro de un área como entre diferentes áreas. Se da prioridad a la enseñanza de hechos y datos. Ya que la enseñanza no promueve el conocimiento de relaciones, pues se dan fundamentalmente sobre la transmisión de hechos y datos aislados que no suelen inscribirse ni en conceptos ni en principios básicos que articulan los diferentes modelos teóricos. Tampoco se consideran las posibles relaciones que se pueden establecer entre unos modelos teóricos y otros. Estructuras curriculares con poca articulación conceptual entre sus asignaturas. La posibilidad de que los contenidos se articulen está condicionada por las decisiones que se tomen a la hora de seleccionar y organizar los contenidos que hay que enseñar en el currículo. Si al seleccionarlos y organizarlos no se considera la posibilidad de promover relaciones conceptuales y no se tiene una idea de cuáles son las relaciones conceptuales que Se identifica la “fragmentación curricular” en términos de construcción de saberes y no como organización de contenidos en disciplinas o materias como usualmente se le asocia. 3 23 se espera que los alumnos construyan, resultará muy difícil promover un conocimiento relacional en la enseñanza. Problemas en la secuencia y la definición del alcance de los contenidos que hay que enseñar. Esto se traduce en la reiteración innecesaria de saberes a lo largo de los años; la omisión de otros saberes que nunca llegan a enseñarse; la inadecuación en el alcance, ya sea porque el tratamiento del contenido queda por debajo de las posibilidades de aprendizaje de los alumnos o muy por encima, resultando así inaccesible desde el punto de vista cognoscitivo. Escisión entre las dimensiones conceptuales, procedimentales y valorativas del saber. Pues el estilo de enseñanza que predomina en la educación secundaria se centra en la transmisión verbal de conocimientos preparados por el profesor. Los alumnos aprenden por acumulación de información, en el mejor de los casos, a mecanismos de la memoria comprensiva. Este estilo de enseñanza promueve una desarticulación entre las dimensiones conceptuales, procedimentales y actitudinales; por tanto, no contribuye a la formación de competencias en los alumnos. Teniendo en cuenta lo anterior, la enseñanza tradicional implica unos problemas educativos que se obtiene en los estudiantes como un aprendizaje caracterizado por ser atomizado, anecdótico, con escasa riqueza y profundidad de los esquemas de conocimiento y muy pobre desde el punto de vista relacional. Adicionalmente, conlleva a la pérdida de la visión totalizadora del conocimiento, suscita a la pasividad, repetición acrítica de contenidos, dogmatismo y falta de motivación por el aprendizaje de las ciencias y la aplicación de lo aprendido a la cotidianidad. 3.1.2 Necesidad de una renovación curricular: La integración de las ciencias naturales entendida como estudio interdisciplinario Frente a tal panorama se advierte la necesidad de establecer cambios en el currículo de forma que se adecue a las nuevas necesidades educativas y para dar respuestas a dichos 24 problemas. Como alternativa al currículo tradicional organizado en disciplinas aisladas, surgen propuestas desde una visión integradora de las ciencias para la enseñanzaaprendizaje del conocimiento científico, que permiten la integración disciplinaria y la utilización de formas alternativas de enseñanza (Nieto-Caraveo, L.M, 1991). Numerosas investigaciones realizadas en los últimos años, permiten afirmar que la ciencia integrada como enfoque para la organización del conocimiento proporciona mayores ventajas al proceso de enseñanza-aprendizaje que los organizados por disciplinas independientes (Rosell Puig, Washington, 1998), ya que brinda oportunidad de superar los tratamientos aislados y fragmentados del saber, al favorecer una mayor integración y articulación de los contenidos de enseñanza. Además, “esta propuesta obedece a una necesidad pedagógica pues al integrar las miradas particulares de cada disciplina estableciendo nexos conceptuales entre las mismas se favorece la construcción de conceptos más amplios y profundos...” Fumagalli (1997), lo cual permite a los estudiantes adquirir una visión general e integral del conocimiento y contribuir al logro de aprendizajes significativos. Álvarez Pérez (2001); Urrecheaga, Ruiz, Cabrera, y otros (2002); Núñez, Calvo y Cascante (1999); Lenoir (2005). En el ámbito escolar el planteamiento de una integración de las ciencias, entendida como estudio interdisciplinario y su concreción en el aula determina una organización flexible de las asignaturas y contenidos, acorde con las necesidades que se presentan en la sociedad y las mismas instituciones educativas. En contraste a lo anterior, resulta como estrategia pedagógica la interdisciplinariedad en la enseñanza – aprendizaje de las ciencias naturales “un requerimiento innovador dirigido a superar un saber fragmentado” (Ochoa Gasca, M., 1986). La interdisciplinariedad en el ámbito escolar, desde el punto de vista de los aprendizajes favorece el desarrollo cognitivo del estudiante, brinda una forma de pensar y de proceder para conocer y abordar problemas de interés social que requiera el aporte de varias disciplinas y de la cooperación entre las 25 personas. Contribuye a la formación de un individuo con una concepción científica del mundo, que le permita adaptarse a cambios de contexto. Desde la mirada del docente, en la preparación didáctica de propuestas interdisciplinares de aplicación en el aula, parte de la iniciativa de diseñar, desarrollar y evaluar las estrategias que conlleven a la concurrencia, simultánea o sucesiva de saberes sobre un mismo problema, proyecto o área temática (Yunis, 1993). Esta actividad implica un trabajo colectivo y colaborativo de docentes en cuanto a la toma de decisiones respecto a la definición y esclarecimiento de los propósitos, los conocimientos, métodos de investigación y de enseñanza, actitudes y valores propios de cada disciplina escolar, sus límites y potencialidades para acoger las formas comunes de proceder y las contribuciones de las otras disciplinas. Ello supone una forma de enseñanza que reconozca un enfoque integral para la solución de problemas complejos, el establecimiento de nexos entre diferentes disciplinas para lograr objetivos comunes, vínculos de interrelación y de cooperación, formas de pensar, cualidades, valores y puntos de vista que deben potenciar las diferentes disciplinas en acciones comunes (Salazar, 1999; Caballero, 2000; Álvarez, 1999). En el ámbito escolar el planteamiento de una integración de las ciencias, entendida como estudio interdisciplinario y su concreción en el aula tiene múltiples ventajas (Álvarez Pérez, 2001; Escalante de Urrecheaga, D., y Ruiz M, D., 2004; Cabrera, E. y otros 2002; Núñez Junco, S., 2002; Calvo, A. y Cascante, C., 1999; Yves Lenoir, D., 2005). De este modo se expondrán en tres ámbitos así: curricular, aprendizaje y enseñanza. En cuanto al ámbito curricular este persigue contribuir a la cultura integral del estudiante, desde una formación científica del mundo unida a una concepción ética y humanista, que les permita adaptarse a los cambios de contexto y abordar problemas de interés social desde varias disciplinas, al igual que, participar en sociedad con actitudes críticas y responsables ante las políticas sociales, científicas y tecnológicas que los afecten. Evita la fragmentación 26 curricular y utiliza estrategias significativas que promueven el trabajo cooperativo y toman en cuenta la experiencia de vida, seleccionando para ello recursos de la comunidad, la escuela y el hogar con función multidisciplinaria. Permitiendo desarrollar el proceso de enseñanza-aprendizaje con mayor eficiencia y facilita su dirección y control. Concentra la materia de enseñanza priorizando los conocimientos fundamentales, tanto al interior de la disciplina escolar, cuando se organiza por un sistema de ideas rectoras o elementos que revelan los rasgos esenciales de la misma, o entre distintas que se interrelacionan con un objetivo común. También, se dice que como forma de organización es más eficaz en la utilización del tiempo y el uso de recursos y materiales más variados. Ofrece la posibilidad de tener en cuenta la diversidad sociocultural del alumnado. Como segundo ámbito se tiene al aprendizaje el cual facilita en los estudiantes la generalización, sistematización e integración de los conocimientos y presenta una visión más general e integral del ser humano y en relación con el medio que lo rodea. Favorece que el alumno se enfrente a situaciones que deben ser resueltas aplicando este tipo de concepción, esto propiciará que la asuma como método propio de trabajo, que debe favorecer la formación de hábitos intelectuales, la comprensión de la realidad, la posibilidad de intervención en todas las esferas de la vida. Utilización de un saber directamente útil para resolver problemas cotidianos. Por último se tiene a la enseñanza pues está evita el enciclopedismo o la acumulación exagerada del contenido de enseñanza, con detalles y repeticiones innecesarias; elimina las contradicciones entre las disciplinas y proporciona a los profesores de distintas especialidades, un marco adecuado para intercambiar experiencias. 27 La enseñanza de saberes interdisciplinarios lleva a una visión no parcializada en la adquisición de saberes, en la que se mantiene la visión sistémica y totalizadora del conocimiento, que formen a los alumnos para el trabajo y la continuidad de los estudios. Teniendo en cuanta lo anterior es necesario que los equipos pedagógicos institucionales se esfuercen por trabajar en equipo, por registrar y enseñar a sus alumnos las relaciones interdisciplinarias en el campo del saber que le permitan abordar problemas, diseñar soluciones y elaborar respuestas apropiadas tanto en el aula o el laboratorio como en la vida cotidiana. Es un instrumento para la formación permanente del profesorado puesto que favorece el intercambio y la comunicación entre los docentes. Además, evita las repeticiones de temas, conceptos etc. que se suelen dar en una organización disciplinar del curriculum. Se da un cambio en el rol del profesor quien pasaría a ser un mediador (abandonando las funciones del especialista), puesto que el alumnado trabaja generalmente en pequeños grupos y por proyectos. 3.2 Los problemas ambientales desde un abordaje interdisciplinario La situación ambiental hace referencia al estado del ambiente, en espacios determinados y atendiendo a tiempos concretos. Una situación ambiental da cuenta de las condiciones del espacio físico, del espacio geográfico, del espacio ecológico y en general del espacio ambiental. Para analizar una situación ambiental, de acuerdo con Goffin, L., (en Torres, M., 1996) es necesario tener en cuenta variables como: el espacio, los recursos, las poblaciones y la sociedad. En este se encuentran entrelazados diversos problemas y que aunque hacen parte de una misma dinámica tienen origenes distintos y manifestaciones diversas, derivados de las interacciones de los grupos humanos que, de una u otra forma, contribuyen en su producción. 28 Los problemas que se presentan en el mundo social y natural son cada vez más complejos e interdependientes. No se limitan a sectores o disciplinas particulares y en algunos casos no son predecibles. Estas cuestiones apuntan hacia la necesidad de desarrollar en los educadores un pensamiento complejo y una forma de aprender que puede potenciarse a través de la interdisciplinariedad (Morín, 1994). Visto así, un problema ambiental hace evidentes las desarmonías, tanto en el sistema natural, como en el sistema sociocultural y sus impactos se hacen sentir y tienen consecuencias para cada uno de ellos y para el sistema ambiental en general. Entendiendo que el problema ambiental es el resultado de los impactos producidos por transformaciones o modificaciones de la actividad humana para la satisfacción de sus necesidades y que como expresión de su evolución, éste participa directamente en el deterioro de los componentes del ambiente y por ende de la calidad de vida de las poblaciones que se desarrollan en el mismo. (Torres carrasco, 2002) Los problemas ambientales se refieren a una manifestación derivada de las desarticulación hombre/naturaleza, es decir, a “la expresión material, bajo la forma de síntomas, de una problemática ambiental” (Gonzales, 1996). En este sentido, los problemas ambientales se evidencian en procesos de contaminación (agua, suelo, aire, etc.) y en las consecuencias o impactos dañinos sobre la sociedad (salud, vivienda, espacio público, etc.) En el ámbito escolar, la educación ambiental requiere de aspectos como la interdisciplinariedad, la concebida desde participación curricular, que aporta constantemente al conocimiento del ambiente y sus problemas. Sea el currículo generador o receptor de conocimiento, el fin es incentivar la comprensión del ambiente, a través de información y valores que permitan fortalecer cambios de actitudes y comportamientos, objetivos de la educación ambiental. Por otro lado la política nacional de educación ambiental (2002) incentiva la comprensión del mundo como una red de relaciones, brindando la oportunidad que los actores puedan 29 identificar, jerarquizar y articular elementos políticos, económicos, sociales y ecológicos de los problemas de gestión de los recursos y enmarcados dentro de la relación entre la sociedad y la naturaleza (Giordan & Souchon, 1999). Lo expuesto nos lleva en primera instancia que los problemas ambientales en general y en particular, no pueden abordarse a partir de la aplicación de conocimientos o saberes fragmentados sino que una evaluación para que sea tal, debe simultáneamente aplicar un análisis económico y un análisis ético junto a los efectos en el medio físico. Vemos entonces que este cruce interdisciplinario de los saberes intervinientes en la problemática ambiente, como lo es la biología, física y química nos proporciona el marco adecuado para introducirnos al estudio de dicha problemática. 3.3 Propuestas de integración curricular en ciencias naturales 3.3.1 Breve revisión de enfoques para su aplicación en el diseño de propuestas de organización de contenidos y didácticas específicas Desde hace ya unas décadas se han adelantado esfuerzos por brindar soluciones al problema de la fragmentación curricular y enseñanza desarticulada de los conocimientos en ciencias sobre la base de la integración de los contenidos y la actividad, siendo ambas integraciones convenientes y necesarias (Unesco, 1972). Tal como se ha venido describiendo y teniendo en cuenta las diferentes problemáticas por la que están pasando la educación actual es necesario plantear propuestas para la enseñanza integrada de las ciencias naturales. Considerando, además, que las sociedades presente y futura exigen la formación de profesionales bien preparados integralmente, dispuestos a asimilar y promover los cambios que el desarrollo de la ciencia requiere; el proceso de enseñanza aprendizaje de las ciencias. Por ello se realiza una revisión de diferentes propuestas o enfoques de integración curricular: Marino y Alzugaray (2008), Santa Fé y Morillo (2002), Castillo, Granados y 30 Marino (2002), Toledo, Arango y Rojas (2008), Montoya R. J. I. Urrego L. I. y Mira B. L. (2000), Mendoza D. M.(2000), Riva, M, J. (2003), López Jiménez (1996). La propuesta de integración en ciencias naturales en nuestro caso particular estará sustentada en cuanto a la enseñanza de la ciencia integrada, que refiere a la integración del contenido desde los aportes de López Jiménez (1998) y en relación a la integración de la actividad se aborda el desarrollo de didácticas interdisciplinarias basadas en las tareas integradoras (López M., López R y Roque G., 2011). 3.3.1.1 Integración de las ciencias naturales a partir del contenido: Los núcleos temáticos y problemáticos López M., López R y Roque G., (2011) plantean cambios a la actual estructura curricular de colección académica y enciclopédica hacia una renovación donde el concepto de núcleo temático y problemático posibilita una organización de los contenidos tanto vertical como horizontal de las diferentes disciplinas escolares o asignaturas, que acerque al estudiante al conocimiento de la realidad social, el establecimiento de relaciones de la ciencia con otras formas de pensamiento y la adquisición de una visión general de los conocimientos e integral del ser humano. Estos no son la unión de asignaturas; por el contrario, son el resultado de la integración de diferentes disciplinas (cotidianidad, escenarios de socialización: hogar barrio, etc.) que, alrededor de los problemas destacados, garantizan y aportan su saber para el estudio, interpretación, explicación y solución de los mismos. El desarrollo de cada núcleo temático y problemático dará lugar a la estructura de bloques programáticos y estos, a su vez, permitirán la elaboración de proyectos interdisciplinares. Esta concepción de integración exige la concurrencia de saberes que pueden ser simultáneos o sucesivos y será producto del acuerdo del colectivo docente interdisciplinario responsable de su desarrollo. 31 El desarrollo de la propuesta para enseñanza integradora de la biología, física y química tendrá en cuenta tres fases que están nuclearizadas por los conceptos siguientes: primera contextualización, segunda determinación del propósito de formación y tercera la definición y concreción de los núcleos temáticos y problemáticos. Primera fase: Contextualización Determinar de manera valida y objetiva, las diferentes necesidades reales que darán razón y sentido al proyecto interdisciplinar; estas necesidades pueden responder a problemáticas sociales, tecnológicas, científicas, productivas, éticas, sociales etc. Permitiendo garantizar la pertinencia social y la pertinencia académica del procesó. Estos criterios deben obedecer a una concepción amplia de la dinámica cultural, enriqueciéndola con las expresiones culturales derivadas de la cotidianidad, de los escenarios de socialización, en procura de avanzar en un proceso educativo de vida y no para la vida. Segunda fase: Determinación del propósito de formación Definición del objeto de transformación Una vez analizadas las necesidades reales de la sociedad, se debe precisar el objetivo de formación, determinar el escenario real en el cual se piensa implementar y las áreas obligatorias y fundamentales implicadas. Definición del propósito ideal de formación En los procesos investigativos siempre pretenden abarcar y lograr metas ideales que, quizá no se correlacionen con la capacidad de respuesta que tenga la región, la localidad o la institución donde se adelantará el proyecto. Por ello se plantea que el trabajo reflexivo, crítico y objetivo de los colectivos interdisciplinarios encargados de señalar el propósito debe de procurar por definir las responsabilidades, los conocimientos y aptitudes requeridas para asumir el objeto a transformar, mediante el proceso a desarrollar. 32 Análisis de la situación real La solidez de todo proyecto educativo está determinada por su confrontación con el escenario real en el cual se piensa implementar. Resulta necesario conocer cuál es la actuación de las personas que estén implicadas en los contextos reales lo cual garantizara una verdadera y autentica pertinencia social y académica al proceso proyectado. También hay que observar el saber incorporando frente a dicha temática, de tal forma que el saber académico y popular entre en una relación de acompañamiento crítico. Tercera fase: Definición de los núcleos temáticos y problemáticos Esta propuesta alternativa cuestiona la estructura curricular por asignaturas e impulsa la construcción de los núcleos temáticos y problemáticos entendidos como: El conjunto de conocimientos afines que posibilitan definir líneas de investigación en torno al objeto de transformación, estrategias metodológicas que garanticen la relación teoría –práctica y actividades de participación ciudadana. Según López Jiménez (1996), pág.: 27. Se plantea la integración de varias disciplinas académicos y no académicas que, alrededor de los problemas detectados, garanticen y aporten su saber en el estudio, interpretación, explicación y solución de los mismos. El núcleo temático y problemático exige la concurrencia de saberes, que puede ser simultánea o sucesiva, de acuerdo con el colectivo docente, convirtiéndose en una unidad integradora. De este modo el núcleo temático problemático pretende la integración de la docencia, la investigación y la participación; integrar la teoría con la práctica; vincular a las personas en la realidad de los contextos; posibilita el trabajo interdisciplinario entre docentes; desvirtúa las asignaturas como compartimientos aislados del saber. En el desarrollo de cada núcleo temático y problemático dará lugar a la estructura de bloques programáticos y éstos, a su vez, permitirán la elaboración de proyectos 33 interdisciplinares. Esta concepción de integración exige la concurrencia de saberes que pueden ser simultáneas o sucesivas y será producto del acuerdo colectivo docente interdisciplinario. Conformación de los bloques programáticos y proyectos interdisciplinarios Pueden ser considerados unidades organizativas que permiten el manejo y el desarrollo concreto de las diferentes dimensiones, problemas, objetos y principios que constituyen el Núcleo Temático y Problemático. A su vez los bloques programáticos pueden dar lugar a la construcción y generación de proyectos interdisciplinarios que hacen referencia a situaciones concretas, derivadas de la docencia, la investigación y la proyección social. Son los elementos de integración de los núcleos temáticos y problemáticos los cuales pueden definirse como unidades integradoras teórico – prácticas. Permiten una manera alternativa de vivir la relación en el aula y fuera de ella, por cuanto surgen preguntas cuya esencia estriba en las necesidades pedagógicas, educativas y sociales. Son además de naturaleza interdisciplinaria, por cuanto a partir de los problemas se generan contenidos de la enseñanza y orientaciones para la investigación y la práctica pedagógica. Tippelt y Lindemann (2001) exponen que el aprendizaje mediante proyectos interdisciplinarios, fomenta una actuación creativa y orientada a los objetivos en el sentido de que se transmiten; además, de las competencias específicas (técnicas), sobre todo las competencias interdisciplinarias a partir de las experiencias de los propios alumnas/os. La clave de la eficacia y aceptación de proyectos radica en su adecuación a lo que podrían denominar características necesarias para el desarrollo de competencias. 34 Imagen 1. Competencias generadas a partir de proyectos interdisciplinares (Tippelt y Lindemann, 2001) Las características del proyecto interdisciplinar según Tippelt y Lindemann, 2001, pág.: 10. • Afinidad con situaciones reales: Las tareas y problemas planteados tienen una relación directa con las situaciones reales del mundo • Relevancia práctica: Las tareas y problemas planteados son relevantes para el ejercicio teórico y práctico en el desarrollo social personal. • Enfoque orientado a los participantes: La elección del tema del proyecto y la realización están orientadas a los intereses y necesidades de los aprendices. • Enfoque orientado a la acción: Los aprendices han de llevar a cabo de forma autónoma acciones concretas, tanto intelectuales como prácticas. • Aprendizaje holístico – integral: intervienen las competencias cognitivas, afectivas y psicomotrices. • Realización colectiva: Los aprendices aprenden y trabajan de forma conjunta en la realización y desarrollo del proyecto 35 • Carácter interdisciplinario: A través de la realización del proyecto, se pueden combinar distintas áreas de conocimientos, materias y especialidades. La metodología que comprende la implementación del proyecto interdisciplinar en el aula se realizará en cinco fases según los aportes de Tippelt y Lindemann (2001), pág.: 6-9. 1- Informar: Durante la primera fase, los alumnos (aprendices) recopilan las informaciones necesarias para la resolución del problema o tarea planteada. Para ello, hacen uso de las diferentes fuentes de información (libros técnicos, revistas especializadas, manuales, películas de vídeo, etc.). 2- Planificar: La fase de planificación se caracteriza por la elaboración del plan de trabajo, la estructuración del procedimiento metodológico y la planificación de los instrumentos y medios de trabajo. 3- Decidir: Antes de pasar a la fase de realización del trabajo práctico, los miembros del grupo deben decidir conjuntamente cuál de las posibles variables o estrategias de solución desean seguir. Una vez que los participantes en el proyecto se han puesto de acuerdo sobre la estrategia a seguir, ésta se comenta y discute intensamente con el docente. 4- Realización Del Proyecto: Durante la fase de realización del proyecto, la acción experimental e investigadora pasa a ocupar un lugar prioritario. Se ejercita y analiza la acción creativa, autónoma y responsable. Cada miembro del proyecto realiza su tarea según la planificación o división del trabajo acordado. 5- Controlar y Reflexionar: Una vez concluida la tarea, los mismos alumnas/os realizan una fase de autocontrol con el fin de aprender a evaluar mejor la calidad de su propio trabajo. Una vez finalizado el proyecto, se lleva a cabo una discusión final en la que el docente y los alumnos comentan y discuten conjuntamente los resultados conseguidos. 36 El proyecto debe entenderse como un proceso interactivo entre el aprendizaje y el mundo, entre el individuo y el grupo. Las diferentes formas de autocontrol durante todo el proceso del proyecto hacen que los aprendices lleven a cabo un proceso permanente de reflexión sobre su forma de actuar (autodeterminación y responsabilidad propia de los mismos miembros del grupo). 3.4 La integración de las ciencias naturales a partir de la actividad: La tarea integradora como centro para lograr la interdisciplinariedad de las ciencias naturales Respecto a la enseñanza integrada de las ciencias, que hace énfasis en la actividad, en nuestro país se han adelantado avances en el establecimiento de nexos entre las asignaturas a través de la planificación de actividades entorno a la realización de proyectos escolares como la huerta escolar. Sin embargo, se constituyen muchas veces en una estrategia pedagógica complementaria al currículo asignaturista, motivados por intereses individuales de docentes y no de colectivos, en ocasiones impuestos por los directivos u otros colegas, de alcances limitados puesto que son realizados de manera aislada con una inadecuada coordinación y articulación de cada una de las asignaturas implicadas. En el mundo de hoy no existe prácticamente una actividad humana en la que no sea necesario utilizar algún tipo de conocimiento de las ciencias y cada vez es más necesaria su integración, su abordaje interdisciplinario, por lo que se deberá propiciar, desde las ciencias, una cultura que garantice el desarrollo de habilidades para la búsqueda de información, así como habilidades en la integración de los saberes. La didáctica de las ciencias naturales, desde los fines del siglo XX, se ha caracterizado por la inclusión de estudios científicos que revelen las influencias mutuas entre la ciencia, la tecnología y la sociedad, la formación y el desarrollo de posiciones correctas ante la vida, a partir de estudios relacionados con el medio ambiente y la salud, la asunción de la interdisciplinariedad, como principio didáctico y motor impulsor de la integración de las 37 ciencias y la inclusión de contenidos procedimentales como elemento enriquecedor del currículo de las ciencias. En la actualidad, la tendencia integradora con otras ciencias y en el seno de las propias ciencias naturales, se manifiesta como una necesidad para abarcar de forma más integral el estudio de los problemas educacionales. Son múltiples las investigaciones realizadas sobre la tarea integradora por tanto son diversas las definiciones. No obstante, consideramos que la tarea integradora es la tarea que integra los contenidos de las disciplinas y posibilita que el estudiante aplique los conocimientos adquiridos a la realidad objetiva. Peña A. C (2006). Según Hernández P. A (2005) es la tarea final de cada objeto de conocimiento o módulo para vincular los aprendizajes parciales, propiciar una integración interdisciplinaria, y generalizar y aplicar los conocimientos a la práctica profesional. En este sentido, autores como López M., López R y Roque G. (2011) consideran que una de las vías para el desarrollo de una didáctica interdisciplinaria es la realización de tareas integradoras4, las cuales se definen como una situación problémica estructurada a partir de un eje integrador conformada por actividades que conjugan aspectos del contenido, habilidades, hábitos y valores de varias asignaturas para hallar su solución. Esta tarea tiene como finalidad aprender a relacionar los saberes especializados apropiados desde la disciplinaridad mediante la conjugación de métodos de investigación científica y la articulación de las formas de organización de la actividad. 4 La definición de tarea integradora asumida en este documento fue dada en el VI Seminario Nacional para Educadores en la ciudad de la Habana. Cuba (2005). 38 3.4.1 Características de la tarea integradora. Según varios autores como López M. F, López R, Roque G. I, (2011) y VI Seminario Nacional para Educadores (2005), pág.: 60. Se llega a la conclusión que las tareas integradoras presentan las siguientes características. • Su formulación debe ser clara y precisa, de manera que se oriente hacia las acciones y operaciones que debe desarrollar el alumno. • Tienen que estar orientadas sobre la base de problemas a resolver. • Deben requerir para su solución de la implicación reflexiva del estudiante, el intercambio con otros estudiantes y la necesidad de solicitar la ayuda requerida en determinados momentos. • En su solución se deben aplicar los contenidos recibidos y exigir la búsqueda de nuevos conocimientos. • Se centran en la solución de problemas que se identifican en objetos complejos del proceso pedagógico (ínter objeto); es decir que demandan de los aportes de otras disciplinas para solucionarlos adecuadamente. • Se diseñan, esencialmente, para la integración de los saberes así como el grado de necesidad existente en la sociedad, interpretado ello, no de una forma microscópica, sino en el municipio, la escuela, el grupo. • Presupone la integración de los saberes desde la solidez de los conocimientos precedentes y del protagonismo de los alumnos. • Transferencia de los saberes a nuevas situaciones problémicas. • Su principal propósito es aprender a relacionar y entrecruzar contenidos al enfrentar problemas y producir saberes interdisciplinarios integrados. • Involucra a los propios participantes en la detección y solución de problemas que se dan en dichos objetos, lo que genera un modo de actuación desde bases científicas. • Deben estimular la búsqueda de alternativas de solución, la independencia y la creatividad. 39 CAPITULO IV. 4. METODOLOGÍA En este capítulo se presenta la propuesta metodológica la cual nos brinda las herramientas estratégicas para resolver el actual problema de investigación y lograr los propósitos planteados. Inicialmente se consideran los aspectos metodológicos generales, esto en cuanto a la hipótesis y propósitos (4.1). En el apartado (4.2) se indica el procedimiento metodológico desarrollado en tres fases: primera, La reflexión sobre el área problemática (4.2.1); segundo, Planeación y ejecución de acciones alternativas para mejorar la situación problemática (4.2.2) y tercera, Solución del problema identificado (4.2.3). 4.1 Hipótesis y Propósitos de la investigación La hipótesis asume que para establecer una relación interdisciplinaria de la biología, física y química en la enseñanza de las ciencias naturales que supere los problemas derivados de la fragmentación del saber (Fumagalli, 1997) y las asignaturas colmadas de contenidos temáticos aislados entre sí, requeriría de una nueva forma de organización de los contenidos desde un enfoque integrador e interdisciplinario a través de núcleos temáticos y problemáticos (López Jiménez, 1998), y la realización de tareas integradoras como vía para el desarrollo de una didáctica interdisciplinaria(López M. F, López R, Roque G. I, 2011). Los propósitos de investigación son: Proponer una organización del conocimiento en ciencias naturales desde núcleos temáticos y problemáticos como enfoque integrador e interdisciplinario de la biología, física y química para la educación media tomando como ejemplo el estudio de una temática 40 interdisciplinaria como lo es la contaminación generada por los desechos industriales y su impacto, en particular, en el contexto de la ciudad de Yumbo. Diseñar las tareas integradoras como una vía para el desarrollo de una didáctica interdisciplinar conformadas por un conjunto de actividades. Uso de herramientas didácticas (red conceptual y V de gowin) que promuevan el establecimiento de los nexos entre las disciplinas biología, física y química con el objeto de integrar contenidos en el proceso de comprender fenómenos y analizar problemas como el impacto al medio generado por los desechos industriales. 4.2 Procedimiento Metodológico La metodología de investigación adoptada para esta propuesta es de carácter cualitativa, de tipo descriptivo. Comprende tres fases básicas aportadas por Muñoz, 2001 y Restrepo et al, 2004: 1. La reflexión sobre el área problemática, 2. La planeación y ejecución de acciones alternativas para mejorar la situación problemática, y 3. Solución del problema identificado. A partir de las fases mencionadas se desarrollaran cada una de ellas, donde el diseño se elabora sobre la información recogida, y dará solución al problema identificado. 4.2.1 el área problemática Identificación y definición del problema se realizó a partir de la búsqueda de literatura y se logró identificar un problema que está afectando el aprendizaje Fumagalli, (1997) problema del currículo tradicional de la educación secundaria es la fragmentación y la superficialidad de los conocimientos. 4.2.2 Planeación y ejecución de acciones alternativas para mejorar la situación problemática 41 A partir de la búsqueda bibliográfica sobre propuestas curriculares se plantearon los siguientes ítems: Búsqueda de elementos metodológicos para la construcción basada en situaciones problema: Distintas propuestas de enseñanza integradora de las ciencias naturales como por ejemplo los aportes de algunos autores como el de Marino y Alzugaray (2008), donde plantean una propuesta integradora en ciencias naturales utilizando los ciclos biogeoquímicos naturales; Santafé y Morillo (2002), maneja un enfoque interdisciplinario utilizando el impacto ambiental generados por las emisiones del CO2, López Jiménez (1996), propone que para realizar una propuesta de integración es necesario la construcción de núcleos temáticos y problemáticos y los aspectos pedagógicos y didácticos para la enseñanza integrada de la biología, física y química, según algunos autores, Pérez y Castillo (2002), establecen relaciones interdisciplinarias entre el docente y la práctica, Vásquez, Bustos, Núñez y Mazzitelli (2004) plantean situación problemicas como estrategia integradora en la enseñanza de las ciencias y la tecnología. Búsqueda y selección bibliografía para el análisis y descripción, planteando el enfoque integrador de las ciencias naturales, basado en situaciones problemas: Organización de contenidos a partir de núcleos temáticos y problemáticos; cuyas fases metodológicas son contextualización, determinación del propósito de formación y definición y concreción de los núcleos temáticos y problemáticos dado que por su extensión y complejidad no podrán desarrollarse en forma totalmente integrada se podrá subdividir en bloques programáticos López Jiménez (1998), estos darán lugar a la conformación del proyecto interdisciplinario metodología que comprende seis fases: informar, planificar, decidir, realizar, controlar y valorar y reflexionar (evaluar) según los aportes de Tippelt y Lindemann (2001). En este sentido la tarea integradora será el centro para lograr el desarrollo de una didáctica interdisciplinaria (López M. F, López R, Roque G. I, 2011), con respeto a la enseñanza integrada de las ciencias, que hace énfasis en la actividad. 42 4.2.3 Solución del problema identificado Según el tercer momento del proceso, este corresponde al diseño de la propuesta la cual se desarrollara en el capítulo 5, donde se hará alusión de una manera más precisa a ciertos aspectos que hacen referencia a las fases metodológicas comentada anteriormente, los propósitos didácticos, las actividades de enseñanza (entre las que cuenta el problema central, las situaciones problemáticas). 43 CAPITULO V. 5. RESULTADOS DISEÑO DE LA PROPUESTA A continuación se presenta los resultados del trabajo de investigación, que es el diseño de la propuesta pedagógica interdisciplinar donde se refleja el cumplimiento y desarrollo de los propósitos, el primero es (5.1) organización del conocimiento en ciencias naturales desde núcleos temáticos y problemáticos como enfoque integrador e interdisciplinario de la biología, física y química. El segundo son (5.2) herramientas didácticas (red conceptual y V de gowin) que promuevan el establecimiento de los nexos entre las disciplinas biología, física y química. Por ultimo tenemos el apartado (5.3) Las tareas integradoras como una vía para el desarrollo de una didáctica interdisciplinar de la biología, física y química. 5.1 Organización del conocimiento en ciencias naturales desde núcleos temáticos y problemáticos como enfoque integrador e interdisciplinario de la biología, física y química A manera de ejemplo se desarrolla la propuesta utilizando una situación real que se presenta en el municipio de Yumbo asociada a la contaminación generada por la actividad industrial, como problemática compleja que demanda para su estudio la participación de distintas áreas de conocimiento, entre ellas las ciencias naturales. En este sentido, se entiende que la biología, física y química pueden contribuir (de manera parcial) para su comprensión. 44 Según López Jiménez (1998) cuenta con tres fases para su desarrollo: primera fase, Contextualización; segunda fase, Determinación del propósito de formación y tercera fase, La definición y concreción de los núcleos temáticos y problemáticos. Primera fase: Contextualización En este sentido, autores como Belalcazar, M., (2008), Rodriguez, C., (2007) y Valdez, L., (2009) dan reporte de los recursos naturales y el estado en que se encuentra el municipio de Yumbo por ser una zona industrial. El municipio de Yumbo se encuentra localizado al norte de la ciudad de Cali. Es uno de los 42 municipios que conforman el Departamento del Valle del Cauca, ubicado en el Área Metropolitana de Cali. Es conocido como la Capital Industrial de Colombia, por sus más de 2.000 fábricas asentadas en su territorio. Presenta unas condiciones especiales, a nivel de los recursos naturales existentes, que le confieren la capacidad de ofrecer unos servicios ambientales específicos, tales como oxígeno, agua, clima (vientos, lluvias etc.), y paisajes naturales, para su área territorial y la región en su conjunto. Toda esta riqueza en bosques, aguas superficiales y subterráneas, unidades climáticas, suelos forestales, suelos agrícolas y recursos mineros. Actualmente hay instaladas más de 2.000 grandes empresas entre las que se encuentran Cementos Argos, Bavaria, Postobon, Propal, Goodyear, quienes abastecen a la región. Por ser una zona industrial, tiene diferentes problemáticas ambientales que afectan los diversos recursos naturales y con ello la calidad de vida de sus habitantes. 45 Imagen 2. Contexto de Yumbo. La contaminación por las industrias se produce por su liberación accidental o intencionada en el ambiente, provocando efectos adversos sobre el hombre o sobre el medio, directos o indirectamente. Está involucra todas las operaciones relacionadas con la actividad industrial, que conducen inevitablemente al deterioro gradual del ambiente. Afecta en forma directa al aire, agua y suelo Efecto del aire: ocasionada por las industrias, por la dirección de los vientos, la radiación solar y la explotación de canteras. El material combustible usado en los procesos industriales, lo cual está acompañado de la plataforma tecnológica existente. Proceso de combustión, Proceso de fabricación de papel, Proceso de Industria de alimentos etc. Dichos procesos generan emisión de material particulado (partículas en el aire), emisión de gases – monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, dióxidos de azufre, ozono, emisión de olores y ruido, daños en cosechas y bosques, deterioro de edificaciones, disminución de visibilidad y mayor vulnerabilidad a la “lluvia ácida” 46 Efectos sobre el agua: En cuanto a la contaminación de los recursos hídricos, es claro como el río Cauca, termina siendo el depósito de todos los contaminantes generados por las industrias, sean ellos residuos líquidos o sólidos, afectando las aguas superficiales del río yumbo, la disminución de la calidad del recurso hídrico, impacto negativo sobre la fauna acuática, producción de olores, proliferación de vectores como moscas y roedores y el deterioro del sistema alcantarillado. Efectos sobre el suelo: La contaminación del suelo es la presencia de compuestos químicos hechos por el hombre u otra alteración al ambiente natural del suelo. Generalmente, esta contaminación aparece al producirse una ruptura de tanques de almacenamiento subterráneo, filtraciones de rellenos sanitarios o de acumulación directa de residuos sólidos, enterramientos de desechos industriales y basuras. Estas problemáticas llevan a cambios irreversibles en el paisaje así como la extinción de muchas especies de flora, fauna y el riesgo de desaparición de otras. La destrucción del hábitat es el primer paso conducente a la extinción de especies. Segunda fase: Determinación del propósito de formación En la determinación del propósito es necesario indicar que la propuesta está dirigida a la educación media académica, es decir, los grados décimo y undécimo. Para la cual la ley 115 de 1994, artículo 30 establece como objetivos específicos de formación: La profundización en conocimientos avanzados de las ciencias naturales; El desarrollo de la capacidad para profundizar en un campo del conocimiento, de acuerdo con las potencialidades e intereses de los estudiantes La capacidad reflexiva y crítica sobre los múltiples aspectos de la realidad y la comprensión de los valores éticos, morales, religiosos y convivencia en sociedad. 47 En coherencia con lo anterior, a partir del análisis del contexto del municipio de Yumbo, se plantea como propósito, que los estudiantes Identifiquen las transformaciones del medio generados por el desarrollo de tecnologías y que analicen críticamente sus implicaciones en el aire, agua, suelo y salud humana, a partir de la aplicación de conocimientos físicos químicos y biológicos. Tercera fase: Definición de los núcleos temáticos y problemáticos Definición de los núcleos temáticos y problemáticos: Es la estrategia o plan operativo para alcanzar dicho propósito. Integra un conjunto de problemas derivados del análisis contextual en el que se garantizan la participación de diferentes disciplinas académicas y no académicas (cotidianidad) que aportan su saber para el estudio, interpretación, explicación y solución de los mismos. La tecnología busca resolver problemas y satisfacer necesidades individuales y sociales, transformando la naturaleza mediante la utilización racional, crítica y creativa de recursos y conocimientos; no obstante estas vías que utiliza el ser humano para mejorar la calidad vida tienen consecuencias en cuanto a la transformación de los recursos naturales. Por tanto, el núcleo temático y problemático estará definido como: ¿Qué transformaciones del medio ambiente se generan a partir del desarrollo de tecnologías? Dado que algunos núcleos temáticos y problemáticos por su extensión y complejidad no podrán desarrollarse en forma totalmente integrada, se podrán subdividir en bloques programáticos, los cuales pueden ser considerados unidades organizativas que permiten el manejo y el desarrollo concreto de las diferentes dimensiones, problemas, objetos y principios que constituyen el Núcleo Temático y Problemático. El municipio de Yumbo por ser una zona industrial es uno de los mayores consumidores de recursos y generadores de desechos que contaminan los recursos naturales y a su vez 48 afectan la salud humana. Se trabajara como un ejemplo de bloque programático: ¿Cómo la actividad industrial del municipio de Yumbo contribuye a la degradación de mi entorno? A su vez, a partir del bloque programático se dará lugar a la conformación de la propuesta de aula concreta en la estructuración y determinación de proyectos relacionados con el propósito de formación. En suma de lo anterior el proyecto interdisciplinar que se plantea abordará como cuestión ¿Qué transformaciones sufre mi entorno (agua, suelo, aire) ocasionados por algunos de los contaminantes industriales en el municipio de Yumbo y cuáles son las implicaciones a la salud humana? La metodología que comprende la implementación del proyecto interdisciplinar en el aula se realizará en cuatro fases según los aportes de Tippelt y Lindemann (2001): Informar, Planificar y decidir, Realizar, Controlar y Valorar. Informar: Durante la primera fase, los estudiante tendrán que recopilar las informaciones necesarias para la problemática ambiental ¿Qué transformaciones sufre mi entorno (agua, suelo, aire) ocasionados por algunos de los contaminantes industriales en el municipio de Yumbo y cuáles son las implicaciones a la salud humana? Y las cuatro tareas integradoras planteadas. Para ello, hacen uso de las diferentes fuentes de información (libros técnicos, revistas especializadas, manuales, películas de vídeo, etc.). Planificar y decidir esta fase se caracteriza por que siempre estarán presentes los docentes del área de física, química y biología; ellos elaboraran el plan de trabajo el cual esta conformado por: Los propósitos estos se realizan de acuerdo a cada tarea integradora y las actividades propuestas. Estos guían el proceso de enseñanza-aprendizaje y los estudiantes deben cumplirlos al finalizar el proceso. Las competencias básicas son aquellas habilidades, conocimientos, experiencias y aprendizajes que deberán adquirir los alumnos de la Educación media, 49 Los contenidos constituyen los elementos del grupo de profesor que trabajaran con los alumnos para conseguir las capacidades expresadas en los propósitos. Así los contenidos se tipifican en: conceptuales (conocimientos de las ciencias naturales), procedimentales (habilidades, técnicas, destrezas) y actitudinales (valores, normas y actitudes). Éstos tienen un carácter de mediador guardando consonancia con los propósitos planteados. La estructuración del procedimiento metodológico el cual consiste en que el estudiante es el principal artífice de su propio aprendizaje y que el docente se convierte en mediador o guía en este proceso de enseñanza, permitiendo establecer relaciones entre los conocimientos y experiencias previas y los nuevos contenidos. Este procedimiento metodológico estará guiado a partir del: 1. Nivel de desarrollo de los estudiantes. 2. Asegurar la construcción de aprendizajes 3. Posibilitar que los alumnos realicen aprendizajes por sí solos. (Aprender a aprender) 4. Modificar los esquemas de conocimiento que el estudiante posee. 5. Propiciar una intensa actividad-interactividad Los elementos metodológicos están constituidos por diversos recursos educativos y materiales didácticos que ayudarán a los profesores a presentar y desarrollar los contenidos, y a los estudiantes adquirir los conocimientos y destrezas necesarias para desarrollar las tareas integradoras. Para llevar a cabo esto se tendrá en cuenta el segundo propósito, el cual se planea a continuación: 5.2 herramientas didácticas (red conceptual y V de gowin) que promuevan el establecimiento de los nexos entre las disciplinas biología, física y química. Son herramientas didácticas que promuevan el establecimiento de los nexos entre las disciplinas biología, física y química con el objeto de integrar contenidos en el proceso de 50 comprender fenómenos y analizar problemas como el impacto al medio generado por los desechos industriales. La red Conceptual (Galagovsky, 1996), una herramienta que permite la representación de las relaciones entre las disciplinas con un enfoque integrado. La red elaboradas mostraran una alta interrelación entre los conceptos de diversas disciplinas de las Ciencias Naturales Esta estrategia es apropiada para integrar diversos contenidos disciplinares desde el contexto de una asignatura como campo de estudio. La red se inicia en las disciplinas y se integran partiendo de diversos contenidos que las relacionan, convirtiéndose entonces en un instrumento sobre el cual el docente, junto a los estudiantes, pueden debatir sobre el significado profundo de las relaciones encontradas. En cuanto al instrumento para la evaluación de los aprendizajes logrados a través de los trabajos experimentales, (Prácticas de laboratorio) hemos seleccionado la UVE heurística (también llamada V de Gowin o esquema UVE). Está basada en una perspectiva constructivista y se consideran como contribuciones exitosas para una enseñanza efectiva: aprender del material, evaluar el progreso del estudiante y las técnicas de enseñanza en el laboratorio. (Parolo, 2004). Novak y Gowin aseguran que diagrama de la UVE ayudan a los estudiantes a construir nuevos y más poderosos significados de los conceptos y principios del área de estudio. Realización Del Proyecto: Durante la fase de realización del proyecto, la acción experimental e investigadora pasa a ocupar un lugar prioritario. Se ejercita y analiza la acción creativa, autónoma y responsable. Cada miembro del proyecto realiza su tarea según la planificación o división del trabajo acordado. A continuación se consolidan las cuatro tareas integradoras y así cumplir con el segundo propósito. 51 5.3 Las tareas integradoras como una vía para el desarrollo de una didáctica interdisciplinar de la biología, física y química. Para la realización de las tareas nos guiaremos por los pasos propuestos por López M. F, López R, Roque G. I, (2011): 1. Determinar los contenidos de las diferentes asignaturas que se desean integrar: Para comprender mejor las transformaciones del medio generadas por algunos contaminantes en Yumbo, se elaboró una red conceptual la cual permite tener una visión sistémica de los diversos conocimientos de las distintas disciplinas (Biología, Física y Química) que intervienen en el proceso de enseñanza. (Ver Anexo 1.) 2. Elaborar las tareas integradoras: Determinar el nivel de reciprocidad de los nodos cognitivos interdisciplinarios, con el objetivo de delimitar cuál de ellos debe rectorar la tarea, Se ejemplifican cuatro tareas integradoras las cuales tienen un propósito a cumplir de acuerdo a los interrogantes planteados; cada una de estas tareas estará constituida por un conjunto de actividades que planteara cada docente de acuerdo a las necesidades requeridas. Tarea integradora 1: ¿Qué caracteriza la actividad industrial en Yumbo y los procesos industriales que se derivan de la misma? A través de esta tarea se propone que los estudiantes reconozcan los distintos tipos de industria existentes en el municipio de Yumbo y conocer algunos de los procesos industriales derivados de su actividad, en el cual el tipo de actividad que se plantea es una salida de campo a algunas industrias y una exposición. (Ver cuadro 1) Tarea integradora 2: ¿Cuáles son los agentes contaminantes generados por la actividad industrial en Yumbo? Se propone que los estudiantes identifiquen los distintos tipos de desechos industriales (sólidos, líquidos y gases) producidos por el tipo de actividad 52 generada de algunas fábricas de la localidad, se plantea el tipo de actividad de muestreos del aire, agua y suelo de los alrededores de la industria Bavaria y práctica de laboratorio para el análisis físico-químico de las muestras. (Ver cuadro2) Tarea integradora 3: ¿Cómo los contaminantes industriales degradan el ambiente? Se busca reconocer y explicar cómo los contaminantes derivados de la actividad industrial transforman el ambiente (agua, suelo, aire), el tipo de actividad que se plantea es una modelación de un ecosistema artificial, en el que se simula la contaminación del agua, aire y suelo por la actividad industrial y panel de expertos. (Ver cuadro 3) Tarea integradora 4: ¿Qué efectos tienen los contaminantes generados por la actividad industrial en la salud humana? Se propone conocer y reflexionar sobre las implicaciones para la salud humana de dichos contaminantes, se plantea una tarea de recopilación y una entrevista. (Ver cuadro 4) Confeccionar o seleccionar el texto de la tarea. Se deben incluir todos los datos suficientes y necesarios, de manera que permitan la salida coherente de los contenidos en su solución. Elaborar las preguntas que permitan, con su solución, el cumplimiento de los objetivos propuestos. 3. Determinar las formas de proceder (métodos, habilidades, destrezas) y las actitudes (valores y hábitos) propias de las disciplinas para la solución de cada tarea integradora: Se establece lo que deben saber y saber hacer los estudiantes en función de entender el aporte de las ciencias naturales a la comprensión del problema. Se busca que los estudiantes identifiquen y establezcan relaciones conceptuales entre los conocimientos biológicos, físicos y químicos vinculados en cada tarea integradora, al igual que las formas de proceder (métodos, habilidades, destrezas) y las actitudes (valores y hábitos) propias de las disciplinas. Este último paso se desarrolla en cada tarea integradora. (Ver cada tarea) 53 A continuación se presentan las cuatro tareas integradoras las cuales están estructuras con la situación problemica/propósito, el tipo de actividad/propósito, conocimientos/competencias, recursos educativos/ materiales didácticos, rol profesor, y rol estudiante 54 TAREA 1: ¿Qué caracteriza la actividad industrial en Yumbo y los procesos industriales que se derivan de la misma? Propósito: reconozcan los distintos tipos de industria existentes en el municipio de Yumbo y conocer algunos de los procesos industriales derivados de su actividad. Tipo de actividad/ estrategia didáctica Salida de campo Antes: Definir propósitos, planear las actividades, documentarse sobre las distintas industrias, elaborar el itinerario de la visita. Preparar los materiales de trabajo (guía). Conocer las precauciones y medidas de seguridad. Durante: Realizar el itinerario de la visita (el recorrido y las paradas). Desarrollo de la guía de trabajo (individual). Después: Conocimientos/ competencias Propósitos Relacionar la escuela con la comunidad en particular el reconocimien to de algunas industrias, su principal actividad y procesos que permitan alcanzar un mayor conocimiento y análisis de lo local. Conceptual Conocimientos de las ciencias naturales Ciencia Tecnología y Sociedad Identifico aplicaciones de diversos métodos de separación de mezclas en procesos industriales (A). Analizo el potencial de los recursos naturales de mi entorno para la obtención de energía y productos industriales e indico sus posibles usos (B). Explico cambios químicos en 55 Recursos educativos/ materiales didácticos Rol profesor Instalaciones de las Industrias Argos, Cartón de Colombia y Bavaría. Libreta campo El colectivo docente en ciencias naturales debe estar capacitado para manejar grupos fuera del de aula de clases. En caso de que Guía de en la visita a la trabajo industria exista una persona Cámara encargada de fotográfica, dirigirla (guía) videocámara. como por ejemplo, a través de charlas, Rol estudiante Apreciar las diferentes fases del proceso industrial y participar activamente (planteando y respondiendo preguntas, estar atento y dispuesto a realizar las actividades sugeridas). Recolectar información como registro de observaciones y Obtener en colectivo la secuencia de acontecimientos ordenados en el tiempo y las evidencias (fotografías, pequeños videos, audio, notas, folletos, entre otros). Elaboración de un informe final (pequeños grupos) la industria (C). Identifico algunas tecnologías desarrolladas en la región en particular en las industrias Bavaria (D). Indago sobre aplicaciones de la microbiología en la industria (E). presentaciones, etc. El docente deberá estar dispuesto a aclarar las dudas de los estudiantes y servir de apoyo al guía durante la actividad. Exposición Según Collins (1997), la exposición se da en segmentos. Se hacen pausas en puntos lógicos de la exposición, donde el alumno la dirige haciendo alguna pregunta o solicitando que lleven a cabo alguna actividad), para mantenerlos involucrados con el tema. De esta manera, la exposición puede resultar más dinámica. Socializar y explicar la actividad industrial y sus procesos a partir de los resultados obtenidos de la salida de campo con el propósito de informar de Entorno físico (química y física) Reconozco la posibilidad de mezclar diversos líquidos, sólidos y gases (F). Identifico el efecto de algunas variables como PH, y temperatura en algunos cambios químicos que se presentan en los procesos de producción industrial (G). Explico la transformación de energía (mecánica en energía térmica) en algunos procesos de producción industrial.(H) Conocimientos de las ciencias sociales 56 Aula de clase Contestan las dudas de los Video beam, estudiantes, carteleras, estimulan su folletos, participación fotocopias, con preguntas, imágenes, además deben videos, audios de ser expertos entre otros. en los contenidos de cada asignatura biología, física y química para experiencias, toma de datos. Participar en la organización de la información obtenida como grupo, contrastar y complementar según sea necesario. Elaborar el informe de la visita de campo. Deben exponer sus ideas, principios, acciones de forma clara y concisa. Todos sus aportes deben ser tratados de forma crítica y constructiva. Esto permite, además, que los alumnos tengan tiempo para procesar y comprender el contenido manejado durante la exposición. Introducción: Organizar tres grupos de exposición de acuerdo a las industrias: Argos, Cartón de Colombia y Bavaria. Cada grupo deberá exponer la actividad industrial y los procesos de producción de acuerdo a la asignación por industria. Desarrollo: A partir de la información recolectada (y analizada los grupos deberán identificar las características del tipo de industria, la actividad principal y los procesos de producción de forma precisa, clara y coherente. Conclusión: manera rigurosa y clara la información obtenida. Relaciones espaciales y ambientales Explico la manera como el medio ambiente influye en el tipo de organización económica (industrias) que se da en la región (Yumbo). Identifico sistemas de producción en diferentes tipos de industrias de la región y propongo las semejanzas y diferencias que encuentro. Procedimental Formular preguntas. Registrar la información manera organizada. Evaluar la calidad de información recopilada. Establecer relaciones entre información recolecta con de los demás. de la la la Actitudinal Escuchar activamente a los compañeros, reconociendo 57 guiarlos y solucionar todas las dudas. Deben asumir una posición de colaboración y trabajo compartido. De acuerdo a la socialización entre docentes y alumnos se llega a un acuerdo de escoger una sola empresa para seguir desarrollando las demás fases. otros puntos de vista, comparándolos y así modificarlos ante argumentos más sólidos. Disposición para cumplir la función del trabajo en grupo y respetar las funciones de las demás personas. Proponer y participar en la realización de eventos académicos. Ver anexo2 actividades desarrolladas Cuadro 1. Tarea integradora uno. 58 TAREA 2: ¿Cuáles son los agentes contaminantes generados por la actividad industrial en Yumbo? Propósito: identificar los distintos tipos de desechos industriales (sólidos, líquidos y gases) producidos por la actividad industrial (Bavaria). Tipo de actividad/estrategia didáctica Muestreos Los alumnos se dividirán en tres grandes grupos, de acuerdo a las muestras que se tomaran del aire, agua y suelo de los alrededores de la industria Bavaria. Primer grupo (aire) Antes: Diseñar el colector de partículas sedimentables con el colectivo docentes, estudiantes y un especialista. Durante: Seleccionar los sitios donde se Propósitos A partir de los muestreos identificar los contaminan tes en agua, aire y suelo generados por la actividad industrial (Bavaria) Contenidos conceptual procedimental actitudinal Conceptual Recursos educativos/ materiales didácticos Aula de clase, las instalaciones de industria Bavaria, laboratorio y ambiental. Rol profesor Organizar, preparar el Conocimientos de espacio de ciencias naturales trabajo, los materiales, el Conocimientos experimento, ciencia, tecnología distribuir el sociedad. tiempo, Analizo características Materiales adaptando los ambientales de mi entorno y para elaborar que el recolector: medios peligros que lo amenazan. dispone el Identifico factores de Instrumentos grupo. contaminación en mi de entorno. laboratorio. Grupo aire Describo procesos físicos y El colectivo químicos de la Libreta de docente y Diseñar un contaminación del aire, suelo campo especialista colector y agua. cooperará con el 59 Rol estudiante Asimilar cuales son los diferentes tipos de desechos mediante la experimentación Permite el trabajo colectivo y práctico como fuente de adquisición de los conocimientos y contribuye a habituar a los estudiantes a ver en la práctica el estudio de los fenómenos. realizaran los muestreos, estos deberá tener fácil acceso. Instalación del colector y los reactivos. Hacer un seguimiento continuo de cómo se encuentra el colector. Recoger la muestra: Al finalizar el monitoreo para detectar las partículas sedimentab les presentes en el aire, de los alrededores de la industria (Bavaria). Después: Elaborar un informe de forma grupal para sistematizar los datos obtenidos. Grupo agua Segundo grupo (agua) Antes: El sitio donde realizaran el muestreo es el rio Cauca pues este limita con la Cervecería del Valle. Durante: Se va al sitio escogido, la muestra se toma en el canal de descarga, con un recipiente rotulado y preferiblemente esterilizado. Verificar si la calidad del agua observada es adecuada para los usos asignados, determinan do los desechos contaminan tes, Entorno vivo Justifico la importancia del agua en el sostenimiento de la vida. Explico la función del suelo como depósito de nutrientes. Entorno físico (física y química) Propongo y verifico diversas formas de medir sólidos y líquidos. Explico y utilizo la tabla periódica como herramienta para predecir procesos químicos. Establezco relaciones cuantitativas entre los componentes de una solución. Comparo los modelos que sustentan la definición ácidobase. Identifico cambios químicos en la vida cotidiana y en el ambiente. 60 Guía de trabajo (colectiva) Cámara fotográfica y de video. estudiante en su aprendizaje, sin ser dirigista, sin sustituirle en aquellas acciones que él mismo pueda Barreto, pala, realizar. bolsa plástica, y Estará atento y balde. no intervendrá con precipitación, aunque procurará ayudarle siempre que lo necesite. Una vez tomada la muestra mantener en sitio oscuro; mantener en ambiente frío; llevar rápido a análisis; cuidar la limpieza en todos los momentos. Los parámetros sobre los cuales se va a realizar el monitoreo son: temperatura, pH, conductividad, oxígeno disuelto, solidos totales disueltos, metales pesados, aceites y grasas. El análisis de las muestras debe ser realizado con el apoyo de un especialista y por un laboratorio ambiental autorizado. generados por los diferentes procesos industriales llevados a cabo en Bavaria. Procedimental Observar fenómenos específicos. Realizar mediciones con instrumentos y equipos adecuados a las características y magnitudes de los objetos. Grupo Registrar las observaciones suelo y resultados utilizando esquemas, gráficos y tablas Visualizar de forma organizada y sin cambios alteración alguna. físicos del Sacar conclusiones de los suelo experimentos aunque no se Después: ocasionado obtengan los resultados Elaboración de un informe final s por la esperados. por el grupo actividad Sustentar respuestas con industrial diversos argumentos. Tercer grupo (suelo) de la Relacionar conclusiones con Antes: Bavaria. las presentadas por los Se plantea el sitio donde se expertos y formulo nuevas tomara la muestra del suelo, la preguntas. cual va a estar ubicada cerca del rio cauca aledaño a la industria. Actitudinal Durante: Disposición para cumplir la 61 Se va al sitio escogido, se delimita las áreas a tomar la muestra, estas áreas deben ser separadas. Se debe tener en cuenta la época de muestreo que no sea épocas de lluvias, para no tomar la muestra en el sitio húmedo. Para tomar la muestra deben recorrer el sitio al azar en forma de zig-zag y cada 15 o 30 pasos tome una submuestra, limpiando la superficie del terreno y depositándola en el balde. Por último se debe identificar la muestra y rotular el recipiente: el nombre de la muestra, nombre del sitio y número de muestra. El análisis químico de los suelos debe ser realizado por un laboratorio especializado que cuente con la experiencia requerida para este tipo de muestreos y análisis. función del trabajo en grupo y respetar las funciones de las demás personas. Escuchar activamente a los compañeros, reconociendo otros puntos de vista, comparándolos y así modificarlos ante argumentos más sólidos. Después: Para finalizar se realiza un taller donde se utiliza la Uve 62 heurística para abarcar registros necesarios que influyeron en la toma de cada muestreo. Donde los resolverá con elementos de la metodología científica. También deben elaborar las ideas centrales: siendo estas el resumen temático que permite desde un mapa conceptual retomando aspectos importantes preparándose para la autoevaluación. Práctica de laboratorio Se realizara el análisis físicoquímico de las muestra recogidas anteriormente del agua, suelo y aire Antes: El colectivo docente explicara los métodos para el análisis físico-químico que permitirá conocer a los alumnos las Determinar algunas propiedade s físicas y químicas en las muestras (aire, agua y suelo) Laboratorio del colegio Microscopio, portaobjetos y cubreobjetos, termómetro, varillas medidoras del pH, Coordina nitratos y actividad 63 Explican y aplican los métodos, para el análisis del aire, agua y suelo; obteniendo resultados confiables y los compara con índices establecidos para la la y caracterizar El colectivo docente proponen métodos y técnicas para realizar un las prácticas de laboratorio características y la calidad en que se encuentran cada uno de los factores (aire, agua y suelo) nitritos. Durante: Se llevara a los estudiantes al laboratorio del colegio para dar inicio a la práctica. El grupo se dividirá en 3 subgrupos de 3 personas. La práctica se dividirá en dos secciones: La primera parte es el análisis físico del Agua: olor, color, temperatura, turbidez. Suelo: textura, temperatura, humedad Aire: temperatura Segunda parte es el análisis químico del Agua: Ph, Nitratos y nitritos Suelo: pH, nutrientes. Para determinar estas propiedades se llevara a cabo por diversas pruebas sencillas. Después: Se presentara en forma evaluativa, una uve heurística en donde realizaran un taller, el 64 supervisa aplicación correcta de práctica laboratorio y análisis de resultados la calidad y su contaminación. la de Asumen una el actitud los responsable ante sus compañeros, maestros, integrándose y Supervisan la apoyando el realización de la trabajo práctica y colaborativo. cuestionan cual ayudara a clarificar el trabajo en el laboratorio, permitiendo que los estudiantes experimenten y construyan nuevo conocimiento. También permite tener interacción entre lo que experimenta dentro de la investigación ya que con esta uve determinan los acontecimientos y objetos claves para la adquisición de los nuevos conocimientos y la importancia en la caracterización del aire, agua y suelo.. Mesa redonda fomentar el dialogo La Mesa Redonda es una entre los estrategia en que un grupo de estudiantes especialistas (entre tres y seis), y docentes que tienen puntos de vista para divergentes o contradictorios desarrollar sobre un mismo tema, son el tema a coordinados por un moderador, fondo, para llevar a cabo una discusión siendo una ante una audiencia. Terán (2011) herramienta de utilidad Se efectuará para conocer el para Aula de clase Los docentes asumirán el rol Carteleras, de moderadores folletos, y por lo tanto afiches, deberán de fotografías y presentar a los grabadora. participantes en la Mesa Fichas con el Redonda, nombre y su introducir al función. tema, coordinar la discusión y al Libreta de 65 Los estudiantes asumirán los roles en función de las responsabilidades asignadas y debe tener un conocimiento básico sobre el temas, e interés en su profundización. punto de vista de los grupos de trabajo sobre los resultados obtenidos de los muestreos y la práctica de laboratorio para detectar los desechos industriales y los parámetros físico-químicos en cuanto al aire, agua y suelo. ampliar y facilitar la comprensió n de los desechos generados por la industria Bavaria anotaciones. Preparación: Se elige un miembro o dirigente del equipo, se adecua el aula de clase de acuerdo al tema a discutir y se efectúa una reunión previa con el coordinador y los expositores para estudiar el desarrollo de la mesa redonda, estableciendo el orden de exposición, el tema y subtemas a tratar. Desarrollo: Se hace una breve introducción, se explica el desarrollo de la mesa redonda, se presentan a los expositores, se le comunica al auditorio que, una vez concluida 66 final hacer una Poseer la síntesis. competencia de comunicación oral para expresar Este debe con calma, intervenir en la claridad y discusión para concisión sus interpretar puntos de vista. resultados inciertos, evitando conflictos, resumir, comparar las diferentes opiniones de los expertos, para contestar luego, interrumpir a los oradores si es necesario, hacer preguntas que inicien una nueva etapa. No expresará su propia opinión las intervenciones de cada expositor, pueden formular preguntas y por último se da la palabra al primer expositor. Finalización: Al concluir las exposiciones de todos los participantes, el coordinador hace un resumen de las ideas formuladas por cada expositor y destaca las diferencias. Luego los expositores pueden aclarar, ampliar, defender sus puntos de vistas, durante unos minutos, después el coordinador emite un resumen final. Ver anexo 3 actividades desarrolladas Cuadro 2. Tarea integradora dos. 67 TAREA 3 ¿Cómo los contaminantes industriales alteran el ambiente? Propósito: Reconocer y explicar cómo los contaminantes derivados de la actividad industrial transforman el ambiente (agua, suelo, aire). Recursos educativos/ Propósitos materiales didácticos Modelación (ecosistema Demostrar Conceptual: Materiales artificial) mediante el Conocimientos en ciencias para la modelado naturales elaboración Se realiza un modelado para como Ciencia, Tecnología y del ecosistema. la implementación de un algunos Sociedad prototipo experimental contaminan Analizo características Aula de clase (ecosistema artificial tes ambientales de mi entorno y controlado), en el que se industriales peligros que lo amenazan. Tablero, video simula la contaminación del alteran el Establezco relaciones entre el beam, aire, agua y suelo por algunos aire, suelo efecto invernadero, la lluvia marcadores, contaminantes de la actividad y agua. ácida y el debilitamiento de la dibujos. industrial (Bavaria). capa de ozono con la Fotocopia del taller. contaminación atmosférica. Antes: Diseñar una guía de trabajo Guía de Entorno vivo con el colectivo de docentes Analizo el ecosistema que me trabajo donde se indicara al estudiante rodea y lo comparo con otros. los pasos, pautas y Libreta de procedimientos a seguir para la apuntes. Procedimental: construcción del ecosistema Tipo de actividad/estrategia didáctica Contenidos Conceptual, procedimental y actitudinal 68 Rol profesor Rol estudiante Los docentes en ciencias naturales deben poseer creatividad para diseñar la guía de trabajo que se utilizara durante el proceso de aprendizaje. Elaborar y producir un montaje (ecosistema artificial) de forma creativa. Construir el conocimiento, utilizando la observación, Actúen de asociación y apoyo en las expresión, que instrucciones integra las áreas dando una de ciencias mayor naturales. oportunidad a los estudiantes a Realizan que tomen comparaciones decisiones sobre entre las artificial. Durante: Se les entregara la guía a los estudiantes, el grupo será dividido en 3 subgrupos estos deberán de diseñar el ecosistema artificial. Este es un medio excelente para realizar observaciones directas sobre cómo influyen los desechos generados por las industrias sobre el aire, agua y suelo, a estos se les harán variaciones y se simulara la contaminación industrial. Luego los estudiantes tendrán que observar, describir, registrar los resultados de los fenómenos y procesos que ocurren en el interior del ecosistema. Se comentaran las observaciones hechas, elaborando preguntas que los lleven a realizar hipótesis y a comprobar éstas, mediante la experimentación. Se harán observaciones y registros cada Cámara y Formula preguntas específicas videocámara sobre la explicación del tema. Evaluar la calidad de la información y escoge la pertinente. Analizar si la información que ha obtenido es suficiente para contestar sus preguntas o sustentar sus explicaciones. Proponer respuestas a sus preguntas y las compara con las de otras personas. Formular preguntas sobre objetos, organismos y fenómenos de mi entorno y exploro posibles respuestas. Diseñar y realizar experiencias para poner a prueba mis conjeturas. Planteamiento, montaje y realización de experimentos. Identificar las condiciones que influyen en los resultados de una experiencia. Registrar las observaciones en forma organizada y rigurosa utilizando dibujos, palabras y 69 el experimento. observaciones realizadas por Promover la los demás trasferencia de grupos. lo aprendido, de acuerdo con la experiencia individual del estudiante, de esta forma desarrollara actitudes positivas dos semanas. Después: Teniendo en cuenta los resultados registrados se compararan los resultados con otros grupos, Identificaran algunas situaciones problemas que se dieron en este ecosistema y las describirá. Por ultimo realizara una red conceptual de integración disciplinar para evaluar cualitativamente el proceso que obtuvo partiendo de diversos contenidos que relacionan cada grupo de estudiantes, convirtiéndose entonces en un instrumento documento sobre el cual el docente, junto a los estudiantes que han desarrollado la Red, pueden debatir sobre el significado profundo de las relaciones encontradas. números. Analizar con la ayuda del profesor, si la información obtenida es suficiente para contestar las preguntas. Proponer respuestas a mis preguntas y las comparo con las de otras personas. Registrar las observaciones, datos y resultados de manera organizada, en forma escrita y utilizando esquemas, y tablas. Actitudinal Escuchar activamente a sus profesores y compañeros. Reconocer otros puntos de vista, comparándolos y modifica lo que piensa ante argumentos más sólidos. Escuchar activamente a los compañeros y compañeras y reconocer puntos de vista diferentes. Cumplir la función cuando se trabaja en grupo y respetando las 70 funciones personas. Panel (de expertos) de las Evaluar las alteraciones del ambiente (agua, suelo y aire) producidas por algunos contaminan tes industriales . demás El colectivo de docentes de ciencias naturales (Biología, física y química) o panelistas se presentan como expertos en el tema, es el que despliega el mayor esfuerzo por hacer que los alumnos entiendan. Fontcuberta y García (2008). El denominado panel de expertos es la reunión de un grupo de profesionales de prestigio en una determinada materia, abordan, exponen, contrastan sus opiniones y experiencias sobre la actuación en un tema preocupante que se busca la mayor uniformidad de criterios y no es posible obtener por otro tipo de estudios más eficientes. Comunicar y explicar Teniendo en cuenta la fase cómo los anterior donde se reconocieron contaminan los diferentes tipos de tes desechos producidos por la industriales actividad industrial de la degradan el Cervecería del Valle, se ambiente, explicara como esos desechos al grupo degradan el ambiente. masivo de Para desarrollar el panel de estudiantes. Escuchar activamente, tomar nota lo más clara y precisa y participar en lo que el docente está tratando en su disertación. Los estudiantes pueden realizar preguntas para aclarar el contenido o la posición de Comprendan y algún miembro resuelva las del panel. dudas de tema. Es responsable Introducir bien de crear las lecciones; información organizarlas para dar convenientemen respuesta al te; desarrollarlas taller y difundir 71 manera eficiente, se necesitan de tres acciones: con voz clara y los resultados confiada; variar para adquirir un el enfoque y la espíritu crítico. entonación; acompañarlas con contactos visuales, ilustrarlas con ejemplos significativos; resumirlas de manera apropiada. Antes: En la planificación y preparación de la clase, es importante definir los objetivos del proceso de enseñanza-aprendizaje; y los medios, que se refiere a la definición de los temas (coherencia, estructura lógica, profundidad); las actividades que deben realizar los estudiantes; el material didáctico que se emplea; y el proceso de enseñanza y evaluación. Se encargan de organizar la preparación y la realización, que se llevara a cabo en el taller. Dado el caso se contara con expertos, quienes aportarán conocimientos especiales. Durante: La presentación de los contenidos, en donde debe primar una comunicación efectiva, capaz de lograr el entendimiento de como los contaminantes degradan el ambiente desarrollado en los alumnos permitiendo realizar 72 una retroalimentación. Evalúa la interpretación hecha por cada estudiante. Después: Fijación de los conocimientos, labor que se desarrolla a través de preguntas y respuestas para abarcar el problema ¿Qué problemas ambientales hay en mi entorno producto de los contaminantes industriales? También deben elaborar las ideas centrales: siendo estas el resumen temático que permite desde un mapa conceptual retomando aspectos importantes preparándose para la autoevaluación. Ver anexo 4 actividades desarrolladas Cuadro 3. Tarea integradora tres. 73 TAREA 4: ¿Qué efectos tienen los contaminantes generados por la actividad industrial en la salud humana? Propósito: Conocer y reflexionar sobre las implicaciones para la salud humana de dichos contaminantes Tipo de actividad/estrategia didáctica Tarea de recopilación/ Entrevista Antes Se buscara información de varias fuentes (revistas, libros y la red) ya que son las más consultadas actualmente, correspondiente a los efectos que tienen algunos contaminantes generados por la actividad industrial vistos anteriormente. De acuerdo a la recopilación resultante de la consulta, diseñaran dos entrevistas con ayuda del colectivo docente en ciencias naturales, dividirá el Propósitos Conocer e identificar las diferentes enfermedade s en la salud humana (casos reales), que son ocasionadas por los diferentes contaminante s industriales Contenidos Conceptual Procedimental Actitudinal Conceptual Recursos educativos/ materiales didácticos Puesto de salud, conocimientos de las ciencias cervecería sociales del Valle, Aula de clase Relaciones espaciales y Libros, ambientales Conocer la actividad del revistas, la sector industrial (cervecería red. del valle) y reconozco su impacto en la comunidad de Libreta, videocámara, yumbo. Evalúo el impacto del cámara desarrollo industrial y fotográfica, tecnológico sobre el medio ambiente y el ser humano. 74 Rol profesor Rol estudiante Brindar una diversidad de perspectivas, usando diversos elementos de la vida cotidiana para organizar diversas actividades de aprendizaje. Tomar decisiones razonables para elegir las fuentes de información. Desempeña un papel activo en la investigación, observar, Observar entrevistar y continuamente el participar. avance en la realización del Obtiene la diseño y mayor cantidad aplicación de la de información entrevista. posible por Atender consultas parte del grupo de estudiantes en dos subgrupos, uno de ellos aplicara la entrevista a un funcionario del puesto de salud del Barrio las américas ubicado en Yumbo y el otro grupo aplicara la entrevista a un experto del área de la salud (médico y/o salud ocupacional) para conocer qué tipo de enfermedades están asociadas por la contaminación del aire y agua de la zona industrial. Durante Las entrevistas se utilizaran para obtener información en forma verbal, a través de preguntas que se diseñaron anteriormente. Con la información obtenida de las entrevistas cada grupo de estudiantes procede a transcribir los datos y analizar detalladamente la información y complementarla con la consulta hecha anteriormente para tener claro que tipos de afecciones se presenta en la salud humana. Procedimental Buscar información en diversas fuentes (libros, Internet, experiencias de otros.) y doy el crédito correspondiente. Analiza, con la ayuda del profesor, si la información obtenida es suficiente para contestar las preguntas. Establece relaciones entre la información y los datos recopilados. Evalúa la calidad de la información, escoge la pertinente y da el crédito correspondiente. Actitudinal Valora y utiliza el conocimiento de diversas personas del entorno. Cumple la función y respeta la de otras personas en el trabajo en grupo 75 requeridas, seguir de cerca el proceso. Sólo intervenir cuando sea necesario ante errores y para estimular el trabajo colectivo. Crear una atmósfera de trabajo que permita la apertura, la motivación y la libre expresión de los alumnos, y en la cual estos sientan seguridad y respeto a su persona cuando hacen contribuciones al grupo. entrevistado. Consultar a los profesores y a otros expertos para pedir orientación cuando se necesiten. Participar en sesiones de grupo para reflexionar sobre el proceso, los resultados logrados y proponer juntos soluciones de mejora bajo guía de los profesores. Después Finalizado el análisis, en el aula de clases se verificara estos resultados por medio de un foro donde se discutirá y participarán estudiantes, docentes y un especialista en la salud, el cual reforzara los conocimientos y se aclarara las dudas que se tengan sobre los resultado obtenidos. Anexo 5 ver actividades desarrolladas Cuadro 4. Tarea integradora cuatro. .- Controlar y Reflexionar: Una vez concluidas las cuatro tareas integradoras, los mismos estudiantes realizan una fase de autocontrol con el fin de aprender a evaluar mejor la calidad de su propio trabajo. Una vez finalizado esta activdad, se lleva a cabo una discusión final en la que el docente y los alumnos comentan y discuten conjuntamente los resultados conseguidos. 76 FINALIZACIÓN DEL PROYECTO Tipo de actividad/estrategia didáctica Propósito Exposición con poster Esta actividad ayuda a los alumnos a reflexionar sobre su propio aprendizaje y a tomar conciencia del cambio de sus ideas y de las formas en que ello ocurre (Blanco y Prieto, 1989) dando lugar a una verdadera metacognición, aspecto que resulta motivador para posteriores aprendizajes (Novak y Gowin, 1988).Por otra parte, durante el desarrollo de la materia los alumnos utilizan este recurso para la exposición de diversos temas. Los pósters cumplen así el rol de focalizar los aspectos centrales del tema y estimulan la discusión entre los grupos. Se realizara la exposición con poster ya que es un medio visual para comunicar los resultados de las cuatro tareas integradoras. Estas deben guiar a los espectadores alumnos de grado 9, padres y docentes usando una lógica visual, con una estructura jerárquica que enfatice los puntos principales del trabajo. Informar qué transformaci ones sufre mi entorno (agua, suelo, aire) ocasionados por algunos de los contaminante s industriales en el municipio de Yumbo y cuáles son las implicacione s a la salud humana Antes Para esta exposición el grupo se dividirá en cuatro subgrupos para la realización de los stands para la 77 Recursos educativos/ materiales didácticos Rol estudiante Los estudiantes son El coliseo principal. los autores y estructuradores de Carpas. Video la exposición beam, sonido. educativa. Imágenes alusivas a cada poster. Recursos para la elaboración del poster. Cartulina, papel bond, catón paja, tijeras, marcadores, temperas, cinta, colbon, escarcha, lana, etc. Estos materiales serán de acuerdo a la creatividad y presupuesto de cada grupo de Rol del profesor Guía a los estudiantes a través del proceso para la elaboración de la exposición Realizan la con poster. planificación, y preparación del Observa y material expuesto. evalúa las actividades de Se puede contar los equipos. con expertos que estén a disposición Es responsable del alumno en de dar apoyo ciertos stands. logístico a los equipos de Comparten las trabajo en todo soluciones con los momento. miembros del grupo, buscando entre todos, de forma colaborativa, muestra del proyecto realizado, los asistentes tendrán la oportunidad de interactuar directamente con los autores y obtener información adicional en caso de estar interesados. Por esto, es muy importante que el póster sea visualmente atractivo de manera que pueda capturar la atención del público y motivarlos a preguntar sobre los detalles. trabajo la solución viable. más Consultan al profesor y a otros expertos para pedir orientación cuando lo necesita. Durante En la elaboración de los pósteres, cada grupo debe mostrar claramente los detalles, conceptos, ideas y resultados más relevantes de cada tarea del proyecto, estos estarán en 4 estaciones que serán: 1. ¿Qué caracteriza la actividad industrial en Yumbo y los procesos industriales que se derivan de la misma? 2. ¿Cuáles son los agentes contaminantes generados por la actividad industrial en Yumbo? 3. Cómo los contaminantes industriales alteran el ambiente? 4. ¿Qué efectos tienen los contaminantes generados por la actividad industrial en la salud humana. . Después Una vez terminada la organización de los stands se dará apertura para realizar el recorrido donde se presentara y compartirá las experiencias vividas por parte de los estudiantes y docentes. Cuadro 5. Finalización del proyecto. 78 CAPITULO VI. 6 CONCLUSIONES Es importante y además factible desarrollar propuestas integradoras en las ciencias naturales para mejorar el proceso de enseñanza- aprendizaje por medio de una problemática ambiental donde cada área aporta desde su saber científico, y como resultado se obtendrá unos estudiantes críticos, reflexivos capaces de desenvolverse en una sociedad que cada día se transforma. Es necesario que los docentes y la comunidad académica, formulen estrategias metodológicas que permitir implementar la interdisciplinariedad para una formación integral del alumno, el cual podrá tener un panorama más detallado de los contenidos curriculares. Así mismo el colectivo de docente tendrá las herramientas para el diseño de proyectos que apoyen este tipo de estrategias alternativas de enseñanza. En cuanto al uso de las herramientas didácticas como lo es la red conceptual y V de gowin la combinación de ambas facilitan la construcción del conocimiento desde el punto de vista conceptual y experimental. Se consigue que el estudiante participe activamente, siendo capaz de organizar, comprender conceptos y relacionarlos con otros; para así llegar a comprender fenómenos y analizar problemas. El introducir los conceptos básicos a través del planteamiento de problemáticas naturales del ambiente, en el cual el alumno se ve inmerso y que ponen en conflicto sus concepciones erróneas, favorece el cambio conceptual. 79 La propuesta integradora permite conectar los conceptos físicos, químicos y biológicos con los de otras disciplinas, y además conocer también la forma de pensar y trabajar en las mismas. Se mejora la transferencia de los conceptos de una disciplina a otras; como la biología, física y la química (a través del estudio de fenómenos ambientales), con lo cual el alumno internaliza mejor, dichos conceptos y el aprendizaje resulta más significativo. La propuesta interdisciplinar que relaciona al alumno con la práctica, llevándolo a estudiar directamente al fenómeno ambiental de estudio, interactuando, viéndolo, observando los procesos de este; de acuerdo a esto el estudiante adopta de forma más rápida y clara estos tipos de conocimiento, dándole a la enseñanza una forma de obtener mejores y óptimos resultados. El proceso de integración de las ciencias tiene sus implicaciones en el proceso de enseñanza – aprendizaje, lo que trae consigo la búsqueda de recursos didácticos que le permitan al alumno comprender la necesidad de integrar los conocimientos y habilidades adquiridas en las diferentes disciplinas del currículo. Este recurso didáctico es la tarea integradora. La tarea integradora, como caso particular de las tareas docentes, es la que mayor contribución hace al fin de la educación, ya que ellas conducen al surgimiento de un problema, para cuya solución el estudiante requiere de la aplicación de los conocimientos de dos o más asignaturas del currículo. Para ello se requiere una elaboración completa y precisa de tareas integradoras, que el profesor debe saber diseñar El diseño de los conjuntos de tareas integradoras, no es el fruto del trabajo metodológico de un docente aislado, sino del trabajo metodológico a través de la interacción con especialistas de otras disciplinas, para elaborar distintos aspectos de una misma situación abordadas desde una óptica globalizadora y no acotada por una única disciplina. 80 Podemos reestructurar la fragmentación que se presenta dentro del currículo en ciencias naturales, en la educación media en términos de fragmentación de saberes, sobre la base de los contenidos, acondicionándolos de manera integrada; ofreciendo a los docentes oportunidad para perfeccionar su práctica específica a través de la interacción con especialistas de otras disciplinas, para elaborar distintos aspectos de una misma situación abordadas desde una óptica globalizadora y no acotada por una única disciplina. Aunque no existen muchas experiencias en relación con la práctica del la interdisciplinariedad, las puntuales que se han desarrollado indican que esta es una vía importante para crear motivos e intereses hacia el aprendizaje, hacer la enseñanza grata y vinculada a la vida, activar a los alumnos y capacitarlos para que adquieran estrategias de aprendizaje que les permitan resolver problemas reales, dando rienda suelta a su creatividad. Por último, podemos decir que el ser humano no es consciente del valor de los recursos tecnológicos y de los naturales, hasta que se enfrenta a una situación concreta, como es el estudio de las transformaciones del medio generados por algunos contaminantes industriales en yumbo (valle) Por esto consideramos importante incluir este tipo de actividades en una propuesta de trabajo en el aula, favoreciendo, por un lado, la reflexión sobre la responsabilidad de nuestro accionar sobre el medio y, por otro lado, la integración de los contenidos vistos en otras asignaturas para resolver distintas necesidades. 81 REFERENTES BIBLIOGRÁFICOS AGUILAR,. (2007). Orientaciones Generales para la elaboración de Guías Didácticas en la Modalidad de Educación a Distancia. Tomado el 12 de junio de 2012. http://ocw.utpl.edu.ec/instituto-de-pedagodia/elaboracion-de-guias-didacticas-en-lamodalidad-de-educacion-a-distancia/unidad3-guia-didactica. 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Tarea integradora cuatro................................................................................................... 76 Cuadro 5. Finalización del proyecto. ................................................................................................ 78 90 TABLA DE IMÁGENES Imagen 1. Competencias generadas a partir de proyectos interdisciplinares (Tippelt y Lindemann, 2001) ................................................................................................................................................. 35 Imagen 2. Contexto de Yumbo. ........................................................................................................ 46 91 ANEXOS Se adjuntara un CD el cual contiene las tareas integradoras y el conjunto de actividades desarrollas. 92 ANEXOS 1. Anexo 2 TAREA 1 En este anexo se puede encontrar el desarrollo de la tarea 1, en esta tarea se reconocen los distintos tipos de industria existentes en el municipio de Yumbo y conocer algunos de los procesos industriales derivados de su actividad. Salida de campo Se concibe la salida de campo como una actividad asimilable metodológicamente a cualquier tipo de investigación, como lo afirma Ovidio Delgado (1999); por tanto, en ella, se realiza la adquisición sistemática de datos nuevos dentro de un área previamente delimitada. El contacto directo con el contexto, permite alcanzar un mayor conocimiento del mismo, que por supuesto, permea el acto educativo al invitar al análisis de lo local, de gran riqueza para adquirir conciencia del entorno. De acuerdo a lo anterior la salida de campo se realizara a las instalaciones de las industrias Argos, cartón de Colombia y Bavaria, teniendo como fin conocer los distintos tipos de industrias del municipio de yumbo y algunos procesos derivados de su actividad. Planeación de las visitas: En esta fase se debe: Programar la visita con anticipación. Confirmar la visita con la debida anticipación. Informar a los estudiantes las normas de seguridad Informar a los estudiantes que utilicen ropa cómoda y libre de elementos que interfieran con el buen desarrollo de la visita. Actividades previas a las visitas: En el salón de clases, antes de ir a las industrias: Preparar y motivar a los estudiantes para que aprovechen al máximo la visita. Identificar que conocimientos tienen los estudiantes acerca de la industrias Indagar qué preguntas o inquietudes tienen los estudiantes con respecto a la visita. Explicar a los estudiantes los objetivos de la visita. Explicar las actividades a realizar antes, durante y después de la visita Explicar a los estudiantes el recorrido de acuerdo a cada empresa. Explicar a los estudiantes si deben trabajar individualmente o en equipos. Actividades en las industrias: Durante el recorrido se debe: Comunicar a los guías a lo que se quiere enfatizar, o profundizar en una alguna fase del proceso. Revisar que se cumpla el propósito definido para la visita. Comprobar que los estudiantes inviertan su tiempo observando y recolectar la información necesaria de los diferentes procesos. Ofrecer a los estudiantes la libertad y la confianza para hacer preguntas al guía. Cada estudiante tendrá la guía de trabajo para el recorrido que se realizara en cada una de las industrias. La guía de trabajo individual: Para Martínez Mediano (1998) constituye un instrumento fundamental para la organización del trabajo del alumno y su objetivo es recoger todos las orientaciones necesarias que permitan al estudiante integrar los elementos didácticos para el estudio del tema. Además es una herramienta de trabajo tanto para el estudiante como para el profesor en los escenarios escogidos por tanto: El estudiante deberá observar atentamente las etapas del proceso de producción para la elaboración de la cerveza, el papel y el cemento. Tomar nota en su libreta de campo, fotos, dibujos, esquemas de todo lo que observe. Formular preguntas a los especialistas (guía) para resolver sus dudas. El docente propone diferentes preguntas para la reflexión sobre lo visto algunas de ellas son: ¿Cuáles son los componentes elementales en la elaboración del producto de cada industria? ¿explica brevemente cuales son los procesos de cada industria? ¿realiza un esquema donde muestre dichos procesos? ¿describe cuáles son los principales equipos utilizados en la elaboración de cada producto? ¿menciona que cambios físicos, químicos y biológicos ocurren en el proceso de elaboración cada producto?. Una vez en el aula se analiza la experiencia y se platean conclusiones en conjunto con los estudiantes. Para finalizar se realiza un informe en grupos de 3 para dar coherencia a la información recogida e integrar los conocimientos. Para mostrar la relación de los conocimientos de las ciencias naturales/competencias se eligió a manera de ejemplo el proceso de la actividad industrial de la cervecería del valle. Ver diagrama del proceso de la cerveza. PROCESOS DE LA ACTIVIDAD INDUSTRIAL Ciencia Tecnología y Sociedad Identifico aplicaciones de diversos métodos de separación de mezclas en procesos industriales (A). Etapa 3. Sala de cocimientos. La malta molida, pasa a la sala de cocimientos para llevar a cabo la elaboración del mosto cervecero. En las cocinas se fija el tipo de cerveza. La elaboración del mosto en cocinas tiene tres etapas: Maceración o proceso de masas, filtración y ebullición o cocción del mosto (etapas). Analizo el potencial de los recursos naturales de mi entorno para la obtención de energía y productos industriales e indico sus posibles usos (B). Etapa 1. Transporte, recibo, almacenamiento de la malta y materias primas para cervecería. La fabricación de la malta se realiza a partir de la cebada, motivando la creación de una industria en particular, la malteria Etapa 5. Enfriamiento del Mosto Aquí se busca disminuir la temperatura del mosto para agregar la levadura e iniciar la fermentación. No es conveniente enfriar demasiado el mosto porque a temperatura muy baja se inhibe el trabajo de la levadura. Explico cambios químicos en la industria (C). Etapa 3 Sala de cocimientos Maceración. La maceración es una etapa fundamental en la elaboración de la cerveza. En ella se extrae de las materias primas (maltas y adjuntos) los compuestos solubles, así como los que se solubilizan por acción enzimática, con determinada cantidad de agua a temperaturas convenientes durante un tiempo apropiado (Olla de crudos 35 a 100ªC por 1 1 ½ hora y olla de mezclas a 74 ºC por 1 ½ aproximadamente). La maceración se realiza con el fin de obtener de la malta molida o de una mezcla de malta y adjuntos la mayor cantidad posible de extracto con las mejores cualidades para producir cerveza. Identifico algunas tecnologías desarrolladas en la región en particular en la industria Bavaria (D). Equipos medulares. Los equipos medulares, son aquellos que mantienen relación directa con las materias primas, y que además de esto transforman sus condiciones iniciales algunos de ellos son: limpiadora de malta, el molino, olla de crudos, Tanque de sedimentación (whirpool) Equipos periféricos. Los equipos periféricos son aquellos equipos que aunque intervienen en el proceso, no cambian las condiciones de los productos algunos de ellos son: bomba de masas, Enfriadores de cerveza, Silos para almacenamiento. Indago sobre aplicaciones de la microbiología en la industria (E). Fermentación en microbiología industrial para describir los procesos de cultivo de microorganismos con propósitos industriales Etapa 6.Fermentación El mosto frío y aireado, se encuentra con las condiciones requeridas para la inyección de levadura y la iniciación de la fermentación. Entorno físico (química y física) Reconozco la posibilidad de mezclar diversos líquidos, sólidos y gases (F). Etapa 7. Maduración y carbonatación Después de la maduración se procede a la carbonatación de la cerveza, lo cual consiste en incorporarle CO2 de manera controlada. Las cervecerías que poseen planta de purificación y liquefacción CO2 utilizan este gas que se recibe de la fermentación. Identifico el efecto de algunas variables como pH y temperatura en algunos cambios químicos que se presentan en los procesos de producción industrial (G). Etapa 3. Sala de cocimientos. En cuanto a la actividad enzimática, esta varía con las condiciones de pH, temperatura y características del medio (sustrato). Si se requiere una actividad máxima de las enzimas, debe buscarse en cada caso condiciones óptimas de temperatura, pH y concentración. Explico la transformación de energía (mecánica en energía térmica) en algunos procesos de producción industrial (H) Se necesita una gran cantidad de energía, más de 35 kWh por cada cerveza. De esta energía, la energía térmica supone aprox. el 80% del total, siendo el 20% restante energía eléctrica. Dentro del proceso de elaboración de la cerveza las mayores demandas energéticas se producen en la fase de ebullición del mosto cervecero (25–50%), en la fase de enfriado y en la fase de embotellado para las lavadoras de botellas (25–40%) y la pasteurización de la cerveza después de su embotellado. Diagrama del proceso de la cervecería del Babaría Anexo 3 TAREA 2 En este anexo se puede encontrar el desarrollo de la tarea 2, en esta tarea se identifica los distintos tipos de desechos industriales (sólidos, líquidos y gases) producidos por la actividad industrial (Bavaria). MUESTREOS Lugares donde se realizaran los muestreos Para mostrar la relación de los conocimientos de las ciencias naturales/competencias se eligió a manera de ejemplo algunas fases del proceso de la actividad industrial donde se presenta los factores contaminantes. Conocimientos ciencia, tecnología y sociedad Identifico factores de contaminación en la industria cervecera: Emisiones, vertimientos y material sólido. Describo procesos físicos y químicos de la contaminación del aire, suelo y agua. Emisiones (aire) En el molino: Cuando se lleva a cabo la molienda de la malta, la harina de malta y cascarilla pasan a una tolva, pero de este proceso, se genera gran cantidad de material particulado residual; las partículas grandes, son recogidas en una tolva mediante un ciclón localizado en el techo del edificio y empacadas para vender a las plantas fabricantes de alimentos para animales, pero existe sólido ultrafino que es muy difícil de controlar y éste es venteado a la atmósfera. Fase 1 y 2 del diagrama del proceso de la Cervecería Bavaria Fugas de CO2.: En la fermentación, hay gran desprendimiento de CO2 el cual es tratado posteriormente para ser utilizado nuevamente inyectándolo en la cerveza. Cuando hay superproducción de este gas por alteraciones en las condiciones de fermentación, este es venteado a la atmósfera siendo nocivo por ser gas promotor del efecto invernadero; además las emisiones de CO2 y VOCs generadas en la fermentación provocan olores incómodos en la zona. Fase 4 y 6 del diagrama del proceso de la Cervecería Bavaria Calderas: De la generación de vapor, se producen emisiones en forma de gases contaminantes primarios (NOx, SOx, CO, CO2 y material particulado entre otros), y como descarga térmica a la atmósfera (descargas energéticas debido a las altas temperaturas de los gases de chimenea). Fase 10 del diagrama del proceso de la Cervecería Bavaria Vertimientos (agua) En las cocinas: La cantidad de sedimento resultante en el whirlpool es de 0.2 - 0.4% volumen del mosto, con contenido de materia del 15 - 20% en base seca; al no ser reutilizado y por el contrario, se es arrojado dentro de las aguas residuales aportan una carga de DBO alrededor de 110000 mg/Kg de sedimento húmedo. Fase 4 del diagrama del proceso de la Cervecería Bavaria Material Sólido (Suelo) Cenizas de las calderas: Después de la combustión dentro de las calderas, resultan como producto de combustión la escoria y las cenizas. Las cenizas del hogar de una caldera, al no contarse con ciclones antes de las chimeneas, salen a la atmósfera convirtiéndose en un serio problema de contaminación. A continuación se presenta el tipo de actividad/estrategia didáctica de los diferentes muestreos para para obtener que factores contaminantes afectan al agua-aire y suelo. 1. Muestreo del aire: El monitoreo de la calidad del aire son todas las metodologías diseñadas para muestrear, analizar y procesar en forma continua las concentraciones de sustancias o de contaminantes presentes en el aire en un lugar establecido y durante un tiempo determinado Martínez, et. Al (2006) Diseño de recolector de partículas (grupo aire) Diseñar un colector para detectar las partículas sedimentables presentes en el aire, de los alrededores en la industria de la Cervecería del Valle (Bavaria), con la ayuda del colectivo docente, estudiantes y especialistas. . Diseño recolector de particulas Materiales: Cilindro abierto en PVC de 6” (150 mm) de diámetro interno y altura de 12” (300 mm) Aro para protección contra pájaros Malla de protección para evitar la interferencia de hojas, ramas, desechos de pájaros, entre otros. Barrera contra el viento en material plástico: ayuda a mejorar las condiciones de sedimentación en la entrada del colector y evita que ingresen partículas arrastradas horizontalmente por acción del viento. Soporte metálico: ayuda a fijar el colector al suelo por medio de platinas. Reactivos: Para el muestreo de partículas sedimentables se requieren los siguientes reactivos: Agua destilada Solución de Sulfato de Cobre (0.1mg/ml): Disolver 150 mg Sulfato de cobre (CuSO4) en agua destilada y diluir a 1000 ml. Adicionar cuidadosamente 100 ml de la solución de sulfato de cobre (0.1 mg/ml) al cilindro de PVC y luego 400mL de agua destilada. Procedimiento El diseño que se utilizara para el colector será de tamaño y forma estándar, el cual se llena con agua destilada y Sulfato de Cobre, para prevenir la formación de algas, y se expone a la atmosfera por un periodo de 30 días. Durante este tiempo, el nivel del agua no debe rebajar de 2.5 cm. Terminado el muestreo, se trasvasa el agua enjuagando bien el recipiente y se envía la muestra al laboratorio para hacer el análisis del material particulado sedimentado. La selección del sitio para instalación del colector será alrededor de la cervecería del valle (sector Industrial). La instalación del colector y los reactivos. Señalar la fecha de inicio y cuando debe ser analizado. Se destinaran alumnos los cuales harán un seguimiento continuo de cómo se encuentra el colector. Recoger la muestra: Al finalizar el monitoreo, el líquido colector debe ser homogenizado y trasvasado cuidadosamente a un recipiente plástico con ayuda de un embudo, para evitar la pérdida de muestra. Tapar el recipiente. El recipiente de recolección de la muestra debe ser rotulado con la siguiente información: Nombre del contaminante, sitio de muestreo, fecha de inicio del muestreo (Ano/mes/día/hora), fecha de retiro (Ano/mes/día/hora), y se debe diligenciar un formato de campo llevarla al laboratorio. Determinar materia sedimentable insoluble. Determinar sólidos disueltos. Hallar residuo total. 2. Muestreo del agua: Verificar si la calidad del agua observada es adecuada para los usos asignados, determinando los desechos contaminantes, generados por los diferentes procesos industriales llevados a cabo en Cervecería del Valle, el análisis de las muestras debe ser realizado con el apoyo de un especialista y por un laboratorio ambiental autorizado. La toma de muestras se realizara en las aguas superficiales del rio cauca, a continuación se describen los requerimientos, instrucciones y cuidados que se deben tener en cuenta para la toma de la muestra. Materiales Equipos portátiles para mediciones de temperatura, pH y conductividad eléctrica. Antes de salir a campo verifique su funcionamiento y efectúe la calibración preliminar (en campo se hará una nueva calibración). Un balde de plástico con llave en la parte inferior. La capacidad de este balde debe ser de unos 10 L a o más y se usa para la integración de muestras. Tubo de PVC de unos 60 cm de largo para agitar la muestra. Neveras de icopor con suficientes bolsas de hielo para mantener una temperatura cercana a 5°C. Frasco lavador. Toalla de papel absorbente. Cinta pegante y de enmascarar. Esfero (bolígrafo) y marcador de tinta indeleble. Guantes. Procedimiento Cuando llegue a la estación o sitio de muestreo, organice las botellas rotuladas, para dicha estación. Diligencie el formato de captura de datos con la información de ubicación temporo– espacial (corriente, estación, fecha, hora, coordenadas), nivel de la corriente, observaciones del entorno y de las condiciones ambientales. Escriba con letra legible y con esfero el nombre del responsable del muestreo, quien además debe firmar. Calibre el pHmetro y el conductímetro, en el sitio de muestreo del día. Registre los datos. Sumergir el balde en el agua con el cuello hacia abajo hasta una profundidad de 15 a 30 cm, abrir el balde y a continuación girar el balde ligeramente permitiendo el llenado (en todos los casos debe evitarse tomar la muestra de la capa superficial o del fondo, donde puede haber nata o sedimento y en el caso de captación en cuerpos de agua superficiales, no deben tomarse muestras muy próximas a la orilla o muy distantes del punto de extracción); si existe corriente en el cuerpo de agua, la toma de muestra debe efectuarse con la boca del balde a contracorriente. Efectuada la toma de muestra cerrar el balde bajo el agua, posteriormente sellar ésta fuera del agua. Sumerja el balde, púrguelo (enjuague y deseche la primera toma) y luego proceda a la toma de la muestra. Las muestras se colocan en las neveras de icopor y posteriormente son llevadas a un laboratorio ambiental autorizado para el análisis para determinar los parámetros como solidos totales disueltos, metales pesados, aceites y grasas. 3. Muestreo del suelo: Una muestra del suelo es usualmente empleada para evaluar sus características. La muestra consiste en una mezcla de porciones de suelo (submuestras) tomadas al azar de un terreno homogéneo (ICA, 1992). Es importante que la muestra de suelos sea representativa del terreno que se desea evaluar. Los análisis de suelos en el laboratorio se hacen siguiendo metodologías bastante detalladas y con técnicas analíticas cada vez más exactas y precisas (Gutiérrez, 1997; Ruíz, 1997). Toma de muestras para suelos La evaluación de suelos contaminados, es tanto la toma de muestras, como su análisis posterior; ya que con ello se obtendrán las concentraciones lo más representativas posibles de los contaminantes presentes en el sitio. Materiales Lámina de plástico; Guantes de látex; Tarros para muestras con tapa de rosca; Espátula; Saca muestras con cuchara hendida, saca muestras con tubo de paredes finas, y saca muestras de trépano; Cajas isotérmicas. Procedimiento Ponerse guantes para tomar muestras con el fin de evitar el contacto directo de las manos con el suelo contaminado. Utilizar láminas de polietileno o de polietileno de alta densidad para almacenar las muestras y el equipo. Tomar muestras para cada tipo diferente de suelo (en función de la textura y el contenido de materia orgánica) y para los diferentes grados de contaminación (en función de observaciones sensoriales), y normalmente podrán recogerse como máximo 50 cm del material extraído por cada tarro de muestras. Para tomar la muestra deben recorrer el sitio al azar en forma de zig-zag y cada 15 o 30 pasos tome una sub muestra y rotular el recipiente: el nombre de la muestra, nombre del sitio y número de muestra. Cuándo han de analizarse los compuestos volátiles: Importante: Las muestras deben tomarse directamente y sin demora del dispositivo de perforación, y almacenarse en un lugar refrigerado a fin de evitar pérdidas de contaminantes debido a la volatilización. Los tarros de muestras deben mantenerse cerrados en la mayor medida posible entre las fases de relleno. Cuándo han de analizarse los compuestos no volátiles: Hay que tomar muestras del dispositivo de perforación a 50 cm de profundidad y colocarlas de manera ordenada sobre una lámina de plástico. Las muestras de suelo tomadas con saca muestras de pistón deben colocarse en una lámina o en una zanja recubierta de cloruro de polivinilo en una sola franja larga. Para medir la profundidad de la perforación, coloque una cinta métrica al lado de la franja de suelo. Instrucciones para llenar un tarro: Recoja una muestra del suelo menos «manchado» con ayuda de una espátula o del tapón del tarro de muestras. Raspe el suelo dentro del tarro de muestras usando el interior de su tapón (para evitar el contacto con la tinta). Cuando haya que tomar muestras de suelos arcillosos y francos, desmenuce los trozos de suelo arcilloso con la mano (utilizando guantes limpios de látex) o corte el suelo con una espátula. Para que la masa de suelo contenida en el tarro de muestras sea representativa de la sección de la cual se ha extraído, es necesario que los lugares de los que se han tomado las submuestras estén distribuidos proporcionalmente por dicha sección. Almacenamiento y envío de las muestras de suelo. Mientras se estén realizando actividades sobre el terreno, los tarros de muestras y los tubos de muestreo rellenos de suelo deberán almacenarse en un lugar lo más fresco posible (a unos 2–4°C) y protegerlos de la luz solar. Una vez finalizadas esas actividades, las muestras de suelo deberán transportarse cuanto antes al laboratorio. Se dará inicio a las prácticas de laboratorio para determinar algunas propiedades físicas y químicas en las muestras (aire, agua y suelo). PRÁCTICAS DE LABORATORIO: ANÁLISIS FÍSICO- QUÍMICO DEL AGUA, AIRE Y SUELO Séré (2002), en el que se señala que en el trabajo de laboratorio no es importante solo el "hacer" sino también el "aprender a hacer", lo cual implica el uso de conocimiento conceptual y procedimental para el logro de objetivos específicos, por lo que hay que asignarle nuevos roles al conocimiento conceptual, darle importancia a los procedimientos para generar autonomía. Primera parte: Análisis físico del agua (olor, color, temperatura, turbidez) Materiales: Muestras de agua recogidas en el río Microscopio Portaobjetos y cubreobjetos Procedimiento: Olor del agua: Se realiza en el momento de la toma de la muestra de agua, utiliza el recipiente donde ha recogido la muestra y huele su contenido, tratando de definirlo. Como la prueba es subjetiva, la deben realizar varias personas y escoger la descripción más repetida. Anota resultados. OLOR Sin olor Fecal, heces Huevos podridos Gasolinas/petróleo Clorado Medicinal Cenagoso DIAGNÓSTICO Aguas limpias Vertidos de aguas residuales urbanas Presencia de sulfuros en el agua Vertidos de hidrocarburos procedentes de gasolineras, talleres mecánicos o personas individuales que van al río a cambiar el aceite al coche. El agua tratada para el consumo lleva cloro Yodoformo, fenol... Exceso de fango, agua estancada . Comprobación de resultados para el olor del agua. Color del agua: El color del agua tiene que ver con el tipo de sólidos que lleva disueltos. Llenar un tubo de ensayo con agua de la muestra recogida en el río. Y ponerla sobre un papel blanco y compara los resultados con la siguiente tabla. Anota resultados al final. COLORACIÓN Incolora Pardo-rojiza DIAGNÓSTICO Aguas limpias Presencia de materia orgánica, hojas, turba, suelos arcillosos… Puede ser debido a lluvias torrenciales recientes Verde claro Zonas calcáreas. Verde muy oscuro Elevada cantidad de algas y fitoplancton. Puede significar eutrofización: exceso de fosfatos en el agua y por tanto contaminación (normalmente por vertidos domésticos o agrícolas). Gris-negruzco Presencia de aguas residuales domésticas. Comprobación de resultados para el color del agua. Temperatura: El dato de la temperatura se toma en el momento de la toma de la muestra del agua. Ahora vamos a interpretarlos según la siguiente tabla. Anota resultados al final. TEMPERATURA Entre 9ºC y 15ºC Entre 16ºC y 24ºC DIAGNÓSTICO Temperatura óptima para la vida y el consumo Temperatura excesiva. Favorece el desarrollo de microorganismos y se intensifican olores y sabores Entre 25ºC y 34ºC Contaminación térmica. Vertidos de aguas de refrigeración Por encima de 35ºC Delito ecológico. No se permiten vertidos con temperaturas superiores a 35ºC Comprobación de resultados de la temperatura para el agua Turbidez: La medida de la turbidez se toma directamente en la muestra del agua. La turbidez informa sobre la cantidad de partículas que lleva el agua en suspensión, pero no es un buen indicador de la calidad del agua porque no revela la naturaleza de las partículas. (Se mide en cm según la altura del tubo). TURBIDEZ 125 cm o más DIAGNÓSTICO Aguas limpias. Óptimas para vida y el consumo Entre 125 –80 cm Aguas turbias. Exceso de algas o de materiales en suspensión. Aptas para la vida, pero no para el consumo. Menos de 80 cm Aguas muy turbias. Puede significar elevada cantidad de algas (alta productividad) y por tanto aguas contaminadas. O bien puede deberse a la presencia de sólidos en suspensión tras fuertes lluvias. Comprobación de resultados para la turbidez para el agua Análisis físico del suelo (textura, temperatura y humedad) Materiales: Hexametafosfato de sodio 1 N. Botes de aluminio. Agua destilada. Cápsulas de porcelana. Agua oxigenada al 6%. Estufa de aire forzado. Pipeta. Agitador de vidrio. Botellas de 250 ml. Plancha eléctrica graduable. Tamices de 300 mallas. Termómetro de Sondeo, Digital Clavos de 12 cm y martillo o con Esfera Balanza analítica. Procedimiento: Textura: Tomar 100 g de suelo seco, tamizarlo a través de una malla de 2 mm y colocarlo en un vaso de precipitado de 1 L, agregar agua destilada hasta cubrir el suelo. Adicionar 10 ml de agua oxigenada al 6% y con el agitador de vidrio revolver durante 10 minutos. Agregar otros 10 ml de agua oxigenada y observar si se da una reacción violenta con producción de espuma; si esto sucede agregar 10 ml de agua oxigenada cada 15 minutos, hasta que no se produzca espuma. Colocar el vaso en la parrilla o plancha eléctrica ubicada dentro de la campana de extracción, y calentar hasta 90ºC. Verter 10 ml más de agua oxigenada y observar la intensidad de la reacción. Si la reacción es violenta (mucha espuma) añadir una dosis más de 10 ml de agua oxigenada hasta que no se forme espuma. Manual de técnicas de análisis de suelos6) Después de la última adición de agua oxigenada, continuar calentando para eliminar el posible exceso de agua oxigenada. Se recomienda un tiempo mínimo de 45 minutos. Pasar el suelo a un recipiente de aluminio, usando agua destilada si es necesario. Introducir el recipiente a la estufa para secar a 105°C hasta tener peso constante. Vaciar la muestra en un mortero, moler y tamizar a través de una malla de 2 mm. Temperatura: Haga un orificio piloto de 5 cm. Inserte el clavo a través de su bloque de madera y empújelo hasta 2 cm sobre el tope del bloque. Inserte el termómetro 7 cm. Empuje el termómetro suavemente y con movimiento de torsión hasta que la cabeza repose sobre el bloque. Lea la temperatura del suelo a 5 cm. Registre este valor en la Hoja de Trabajo de Datos de Temperatura del Suelo. Humedad: Pesar 1 g de muestra sobre un papel o charola de aluminio a peso constante. Colocar la muestra dentro de la estufa a 80ºC de 12 a 24 horas. Sacar la muestra de la estufa y colocarla dentro de un desecador para que se enfríe. Pesar la muestra con todo y papel. Calcular los porcentajes de humedad en el suelo por la diferencia de pesos. % Humedad del suelo = (Peso inicial – Peso final)/ Peso inicial * 100. Análisis físico del aire (temperatura) Temperatura: Toma cada pedazo de cartón y dóblalos por la mitad, a fin de formar un soporte para cada uno de los termómetros. Luego, inserta cada termómetro dentro del soporte respectivo, de modo que queden en posición vertical, y sujeta el conjunto con uno de los cauchitos. Toma uno de los termómetros así dispuesto e insértalo dentro del envase de vidrio. El otro debes dejarlo únicamente en su soporte. Para hacer el experimento, debes sacar ambos termómetros al patio de tu escuela, en un día soleado. Orienta los termómetros de modo que la luz incida sobre el soporte de éstos. Deja los termómetros en esa posición durante varios minutos, para que la temperatura se estabilice, y luego observa la temperatura y regístrala. Segunda parte: Análisis químico del agua (pH, nitratos y nitritos) Materiales: Varillas indicadoras: pH, nitritos y nitratos, dureza total y fosfatos Procedimiento: Determinación del pH: Es una medida que nos indica el tipo de sustancias que lleva disuelta el agua, este se mide: Introduciendo una tira indicadora en el frasco que contiene la muestra de agua. Espera un minuto y compara con la escala. El pH varía entre 1 y 14. Anota los resultados y analiza el significado según la siguiente tabla: VALORES DE pH Menos de 5. PH muy ácido DIAGNÓSTICO Los ácidos proceden principalmente de la disolución en el aire de los gases de las chimeneas y los coches. Estos gases se mezclan con el agua de la atmósfera y producen ácidos que caen con la lluvia. También puede deberse a vertidos industriales. No es posible la vida acuática. Entre 6 y 7 PH ligeramente ácido Se puede producir algo de acidez si el río pasa por terrenos arenosos (arenas de granito o gneises). En estos valores las aguas son puras y aptas para la vida y el consumo. Entre 7,5-8,5 PH ligeramente Puede deberse a que río pasa por terrenos calizos básico Aguas aptas para la vida y el consumo. Más de 9. PH básico o alcalino Puede deberse a contaminación por aguas fecales, o contaminación agrícola o ganadera. No son aptas para el consumo y muy pocos organismos pueden sobrevivir. Comprobación de resultados para valores del pH para el agua Nitratos y nitritos: se extrae la varilla sin tocar la zona reactiva y cerrando inmediatamente el envase. Introduce la varilla en la muestra de agua durante un segundo de manera que la zona reactiva quede completamente sumergida. Sacude. Espera otros 60 segundos y compara con la escala de color del tubo. VALORES Inferiores a 25mg/l ppm) NITRATOS 25-50mg/l (ppm) Más de 50mg/l (ppm) VALORES NITRITOS + DIAGNÓSTICO Nada o muy poca contaminación. Recomendable para aguas de consumo doméstico. Valores límite para la salud. Aguas contaminadas. Indica la descomposición de materia orgánica procedente de vertidos de distinto origen, principalmente agrícolas (fertilizantes) o también vertidos urbanos o industriales. DIAGNÓSITCO Nada o muy poca contaminación. Recomendable para aguas de consumo doméstico. Presencia de nitritos. Valores límite para la salud. La tolerancia animal esta en (0,1mg/l) ++ Aguas contaminadas. Muy tóxicas. Indican contaminación por aguas fecales. Pueden causar un problema sanitario grave. . Comprobación de resultados para valores de nitratos y nitritos para el agua Análisis químico del suelo (pH, nutrientes) Materiales Vasos de precipitado de 25 ml. Centrífuga. Pipeta de 10 ml. Analizador ión capilar. Piceta con agua destilada. Tubos Falcon para centrífuga o Potenciómetro. Agua destilada. Vórtex. Solución amortiguadora de pH 7 Pipetas. y 4. Matraces volumétricos. Agitadores magnéticos. Filtro con membrana de 0.45 Balanza. . equivalente. µm Procedimiento: PH: Pesar 1 g de suelo y colocarlo en un vaso de precipitado de 25 ml. Agregar 10 ml de agua destilada. Agitar y dejar reposar 10 minutos. Ajustar el potenciómetro con las soluciones amortiguadoras. Pasados los 10 minutos, medir el pH con el potenciómetro CATEGORÍA Fuertemente ácido VALOR DE PH < 5.0 Moderadamente ácido 5.1 - 6.5 Neutro 6.6 - 7.3 Medianamente alcalino 7.4 - 8.5 Fuertemente alcalino 8.5 . Comprobación de resultados para valores del pH para el suelo Nutrientes: Secar el suelo a temperatura ambiente (25-30 oC) y moler en un mortero. Pesar 10 g del suelo molido, colocarlos en un tubo (Falcón para centrífuga o equivalente), posteriormente agregar gradualmente 30 ml de KCl 1M, mezclando intensamente en vórtex durante un minuto. Centrifugar a 8 000 rpm por 10 minutos y recuperar el sobrenadante. Aproximadamente 1 ml será utilizado para el análisis de nitrato y nitrito. Realizar una dilución inicial 0.5/5 (0.5 ml de sobrenadante en 4.5 ml de agua desionizada); a partir de ésta hacer una segunda dilución 0.2/5 (0.2 ml de la primera en 4.8 ml de agua desionizada). Esta última se debe filtrar a través de una membrana de 0.45 µm y, posteriormente, colocar 0.5 ml del filtrado en viales para el análisis por electroforesis capilar. Anexo 4 TAREA 3 En este anexo se puede encontrar el desarrollo de la tarea 3, en esta tarea se reconoce y explica cómo los contaminantes derivados de la actividad industrial transforman el ambiente (agua, suelo, aire) MODELACIÓN (ECOSISTEMA ARTIFICIAL) Un prototipo es un modelo (representación, demostración o simulación) fácilmente ampliable y modificable de un sistema planificado, probablemente incluyendo su funcionalidad. Maner. (1997). Guía para la elaboración del Ecosistema artificial Demostrar mediante el modelado como algunos contaminantes industriales alteran el aire, suelo y agua. El ecosistema artificial(es un recipiente en el cual se arma un ambiente terrestre y acuático en miniatura, un micro jardín, donde se colocan diversas plantas y animales pequeños). Este es un medio excelente para realizar observaciones directas sobre la forma como se organizan los organismos para vivir, sus componentes, las relaciones que se establecen en él y los contaminantes que alteran el ecosistema. El objetivo es observar, describir, registrar los resultados de los fenómenos y procesos que ocurren en el interior del ecosistema artificial. Se comentaran las observaciones hechas, elaborando preguntas que los lleven a realizar hipótesis y a comprobar éstas, mediante la experimentación. Se harán registros cada dos semanas y después de terminada la actividad se dejaran libres algunos animales recogidos. Materiales para construir el ecosistema artificial: Recipiente de vidrio (frasco grande puede ser redondo, cuadrado, triangular etc.) Arena Carbón vegetal Tierra negra de jardín con abono. Plantas pequeñas como: helechos, musgo, palma enana, líquenes, tréboles, troncos en descomposición, etc. Animales como: lombrices de tierra, caracoles terrestres, salamandra, lagartija pequeña, araña de jardín y algunos insectos. Piedras pequeñas y algunas mallas Procedimiento: Después de limpiar el recipiente coloco en el fondo piedras y una capa de trocitos de carbón vegetal. (Las piedrecillas sirven para facilitar el drenaje de agua y el carbón impide que el suelo se acidifique o se pudra el agua). Añado 2 cm., de arena, de tal forma que cubra todas las piedras y el carbón. Agrego la tierra fértil conformando una capa de 2 a 3 cm. de espesor. Con una minipala igualo el terreno y cavo los huecos para el trasplante de las plantas. Siembro plantas como: musgo, hiedra enana, los helechos, los líquenes, palma enana, coloco los troncos en descomposición. etc. Como bebedero para los animales sirve un plato hondo, que se aprieta para que entre un poco en el suelo. Añado agua lentamente, hasta llegar a la mitad de la capa de piedras. Introducir animales como: lombrices de tierra, un caracol terrestre, saltamontes, grillos, hormigas, arañitas e insectos. También otros como: ranas, salamandra o lagartija. Una buena comida para ranas, salamandras y lagartijas, puede consistir en pequeños insectos, vivos, tales como: moscas, Variables a considerar: Las sustancias que puedan afectar a los sistemas terrestres y acuáticos - nutrientes (fertilizantes) o contaminantes (sales, ácidos, pesticidas) Generar variaciones de pH, salinidad, lluvia acida ácido acético (vinagre), basicidad, neutralidad, luz (radiación) calor, ondas (vibración y sonoras), agregar gases, smog (producido por una moto), , alta humedad. Los factores físicos, como temperatura, ausencia de rayos solares, sonido, etc (Trate de cantar o gritar a sus plantas) Registro de observaciones y resultados obtenidos 1. Etiquetar los ecosistemas artificiales: Elaborar una tarjeta para presentar el micro ecosistema 2. Consignar los resultados: Al cabo de dos semanas, se anotan los cambios que pude observar en la tabla que sigue: fecha No. de individuos organismos elementos relaciones hábitos otras situaciones. Abióticos o alimenticios observaciones inicial final interacciones cada dos semanas sigo haciendo registro de los cambios. (Puede tener en cuenta algunos cambios como crecimiento de las plantas, grado de putrefacción de las hojas, color de las capas del suelo, cambios en la disponibilidad del agua, etc.). Anota que otros cambios observaste. 3. Comparación de los resultados Teniendo en cuenta los resultados registrados en la tabla comparo los resultados con otros grupos. ¿Se presentaron cambios? ¿Cuáles fueron? ¿Por qué se presentarían esas diferencias? 4. Interpretar y analizar los resultados: Anote los elementos abióticos y explico cómo afecto ya sea positiva o negativamente la vida de los organismos del ecosistema artificial y también escribo la importancia de cada uno de estos elementos abióticos. (Utilizo un cuadro comparativo) ¿Qué relaciones se dieron en este micro ecosistema? ¿Qué semejanzas encuentras ente este ecosistema artificial y el ecosistema real de la tierra? Explicar ¿cómo se podrían ver afectados los elementos bióticos de un ecosistema cuando, cuando existen variables tales como ph pH, salinidad, lluvia acida ácido acético (vinagre), basicidad, neutralidad, luz (radiación) calor etc.? ¿Qué diferencias encuentro? ¿Qué sucede con el oxígeno y el dióxido de carbono? ¿Qué procesos biológicos se observan? Nómbralos e identifícalos en el ecosistema artificial. 5. Identifico algunas situaciones problemas que se dieron en este ecosistema. Las describo: a. ¿Cuáles creo que fueron las causas? b. ¿Qué consecuencias trajo para el ecosistema? c. ¿Cuáles podrían ser las soluciones? d. Escribo las posibles hipótesis que me formule. 6. Elaboro un texto de una página donde escribo que aprendí con esta experiencia. b. Aspectos positivos de la experiencia c. ¿Qué aspectos se pueden mejorar o cambiar de la experiencia? d. ¿Qué fue lo que más me impacto de la experiencia? e. ¿Cómo me sentí? Anexo 5 TAREA 4 En este anexo se puede encontrar el desarrollo de la tarea 4, en esta tarea se conoce y reflexiona sobre las implicaciones para la salud humana de dichos contaminantes Entrevistas Para Soriano (2000), la entrevista se emplea en diversas disciplinas tanto sociales como de otras áreas como la enfermería y epidemiología para realizar estudios de carácter exploratorios, ya que permite captar información abundante y básica sobre el problema. También se utiliza para fundamentar hipótesis y orientar las estrategias para aplicar otras técnicas de recolección de datos. Esta técnica se aplica a informantes claves, llamados así porque posee experiencia y conocimientos relevantes sobre el tema que se estudia, o se encuentran en una posición dentro de su comunidad o grupo social que les permite proporcionar información que otras personas desconocen o darían incompleta. Se elaboraran dos tipos de entrevistas, una, dirigida, a un funcionario de la industria Bavaria y a un experto (médico) del puesto de salud del Barrio las américas ubicado en Yumbo. Algunas de las preguntas que orientaran la entrevista al empleado son las siguientes: 1. ¿Considera que los procesos industriales de la cervecería tiene efectos negativos en tu salud? 2. ¿De manera particular, cómo puede afectar tu salud? 3. ¿Cómo calificaría el grado de afectación que ha tenido los procesos industriales dentro de la industria? 4. ¿Cuáles mecanismos se podrían utilizar para minimizar o anular los efectos? ¿O considera que no existen? 5. ¿Cómo ve los mecanismos que están siendo utilizados por las empresas que operan el transporte y carga del carbón? 6. ¿Cómo califica usted el desempeño de las autoridades competentes en el control de los procesos para garantizar la calidad de vida de los empleados? Entrevista al médico: 1. ¿Cuáles son las enfermedades que puede producir en la salud humana el contacto directo con los contaminantes de la industria? 2. ¿Qué tipo de consecuencias genera la inhalación del humo que genera las calderas? 3. ¿Cuáles son las enfermedades respiratorias que produce la inhalación de los contaminantes? 4. ¿A largo plazo, cómo se vería afectada la salud de la población? 5. ¿Cuáles son las manifestaciones que se producen en la piel por el contacto con los contaminantes industriales? 6. ¿Ha recibido casos de afectación visual, pulmonar o dermatológica producidas por la contaminación industrial? Finalizado el análisis de las entrevistas, en el aula de clases se verificara estos resultados por medio de un foro donde se discutirá y participarán estudiantes, docentes y un especialista en la salud, el cual reforzara los conocimientos y se aclarara las dudas que se tengan sobre los resultado obtenidos.